選取美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）公布的"5 MW baseline"風(fēng)力機(jī)模型為設(shè)計(jì)依據(jù),以其研發(fā)的用于驗(yàn)證海上浮式風(fēng)力渦輪機(jī)的模型OC4-DeepCwind半潛式海上風(fēng)力機(jī)為母型結(jié)構(gòu),根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和應(yīng)力分布情況,篩選易產(chǎn)生疲勞損傷的7個(gè)關(guān)鍵部位,分別建立局部有限元模型并進(jìn)行網(wǎng)格加密處理。基于SESAM水動(dòng)力分析軟件和FAST風(fēng)力機(jī)動(dòng)載荷計(jì)算程序,對(duì)其中的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行風(fēng)力機(jī)載荷單獨(dú)作用下的疲勞損傷研究。研究表明,結(jié)構(gòu)疲勞損傷主要發(fā)生在中立柱上部的水平撐連接處以及中立柱下部的斜撐連接處,在撐桿連接部位,一般冠點(diǎn)和鞍點(diǎn)的疲勞損傷度會(huì)相對(duì)更大。 

【文章來(lái)源】：太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2020,41(07)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

疲勞分析關(guān)鍵點(diǎn)位置示意圖

在關(guān)鍵部位相貫線處，每隔45°取一個(gè)熱點(diǎn)，分別為T、TR、R、BR、B、BL、L、TL、T(T代表頂端，B代表底端，L代表左側(cè)，R代表右側(cè)）。所選取關(guān)鍵部位為結(jié)構(gòu)焊接部位，在疲勞分析時(shí)，通過(guò)外插法得到焊縫趾端處的應(yīng)力作為名義上的熱點(diǎn)應(yīng)力，圖3為熱點(diǎn)選取示意圖。2 風(fēng)力機(jī)載荷作用下的疲勞計(jì)算

本文采用NREL 5 MW三葉片風(fēng)力機(jī)，風(fēng)力機(jī)葉片的翼型參數(shù)和塔架參數(shù)和控制系統(tǒng)參數(shù)均由NREL提供。而風(fēng)力機(jī)基礎(chǔ)的質(zhì)量、附加質(zhì)量、阻尼、回復(fù)力矩陣和一階波浪力傳遞函數(shù)等水動(dòng)力參數(shù)由SESAM-Hydrod計(jì)算得到并導(dǎo)入到FAST-HdroDyn模塊中計(jì)算風(fēng)力機(jī)基礎(chǔ)的動(dòng)力響應(yīng)，AeroDyn的湍流風(fēng)場(chǎng)則由Turbsim生成。由Turbsim生成湍流風(fēng)載荷，風(fēng)速譜選用Kaimal譜，湍流強(qiáng)度特征值取0.12，生成對(duì)應(yīng)于輪轂處風(fēng)速分別為4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24 m/s的風(fēng)速時(shí)間歷程，圖4為其中4個(gè)湍流風(fēng)速時(shí)間歷程。利用生成的風(fēng)速時(shí)程，將風(fēng)速導(dǎo)入FaST軟件中，由Fast生成塔筒底部的6個(gè)自由度的風(fēng)力機(jī)載荷，圖5分別給出平均風(fēng)速6、12、18、24 m/s風(fēng)向?yàn)?°時(shí)的塔筒底部風(fēng)力機(jī)載荷6個(gè)分量。


本文編號(hào)：3364757