現(xiàn)代大型風(fēng)力機具有葉片、主軸和塔架等部件柔性較大的特性,引起系統(tǒng)的動力學(xué)特性及其分析方法不同于傳統(tǒng)的相對剛性的風(fēng)力機系統(tǒng)。本文研究針對大型風(fēng)力機在風(fēng)輪靜止和變速轉(zhuǎn)動下的振動模態(tài)及其變化特點,研究彈性變形、慣性和陀螺效應(yīng)引起的系統(tǒng)各階模態(tài)變化及其對系統(tǒng)氣彈穩(wěn)定性的影響。研究對于大型風(fēng)力機系統(tǒng)的設(shè)計和保證安全穩(wěn)定運行具有較重要的理論和工程應(yīng)用價值。基于美國可再生能源實驗室（NREL）的5兆瓦水平軸風(fēng)力機作為分析模型,采用超級單元模型將柔性構(gòu)件離散為帶有力元彈簧和阻尼器的旋轉(zhuǎn)鉸連接特定個數(shù)的剛體。通過對線性特征值分析方法的研究,結(jié)合動力學(xué)分析軟件ADAMS,建立了整機系統(tǒng)的多體系統(tǒng)模型,對靜止?fàn)顟B(tài)下整機系統(tǒng)的線性特征值問題進(jìn)行了分析,得到了該狀態(tài)下系統(tǒng)的前10階固有頻率和振型,研究了各部件相對運動對振動形態(tài)的耦合影響；然后,考慮柔性構(gòu)件較大的彈性變形所帶來的非線性特性和風(fēng)輪轉(zhuǎn)動所帶來的系統(tǒng)時變特性,應(yīng)用剛性積分方法對系統(tǒng)的非線性控制方程進(jìn)行數(shù)值求解,通過頻域分析方法,實現(xiàn)了風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)條件下系統(tǒng)運轉(zhuǎn)模態(tài)識別,對系統(tǒng)前十階模態(tài)的變化及其影響因素進(jìn)行了詳細(xì)的討論和分析。此外,根據(jù)風(fēng)力機的結(jié)構(gòu)特點,構(gòu)... 

【文章來源】：廣東工業(yè)大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
CONTENTS
第一章 緒論
    1.1 風(fēng)力機發(fā)展趨勢
    1.2 風(fēng)力機的模態(tài)分析發(fā)展概況
    1.3 本課題探究的意義
    1.4 本文的主要工作
    1.5 論文的主要框架
第二章 風(fēng)力機混合多體系統(tǒng)
    2.1 多體系統(tǒng)拓?fù)錁?gòu)型
        2.1.1 樹系統(tǒng)
        2.1.2 非樹系統(tǒng)
    2.2 常見運動副的運動學(xué)
        2.2.1 旋轉(zhuǎn)鉸
        2.2.2 萬向節(jié)
    2.3 超級單元模型
    2.4 超級單元參數(shù)估計
    2.5 本章小結(jié)
第三章 對風(fēng)力機混合多體系統(tǒng)建模
    3.1 風(fēng)機葉片離散模型
    3.2 塔架離散模型
    3.3 輪轂、主軸與機艙屬性
    3.4 風(fēng)力機總體屬性
    3.5 本章小結(jié)
第四章 葉片與風(fēng)力機系統(tǒng)的模態(tài)分析
    4.1 風(fēng)力機的動力學(xué)方程與數(shù)值求解
    4.2 單葉片靜止時的模態(tài)分析
    4.3 在Adams里風(fēng)力機系統(tǒng)的離散
    4.4 靜止?fàn)顟B(tài)下風(fēng)力機系統(tǒng)模態(tài)分析
    4.5 運轉(zhuǎn)狀態(tài)下系統(tǒng)的模態(tài)分析
        4.5.1 失敗的模擬案例
        4.5.2 系統(tǒng)的模態(tài)分析
            4.5.2.1 葉片剛體的加速度響應(yīng)并不能反映系統(tǒng)模態(tài)
            4.5.2.2 選擇塔頂力矩來反映系統(tǒng)的模態(tài)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 大型風(fēng)力機系統(tǒng)動力學(xué)方程的建立與固有頻率分析
    5.1 多體系統(tǒng)動力學(xué)方程
    5.2 建立帶約束項多體系統(tǒng)動力學(xué)方程
    5.3 在Matlab里建立風(fēng)力機系統(tǒng)離散模型及其屬性
    5.4 風(fēng)力機固有頻率分析
        5.4.1 對風(fēng)力機施加脈沖響應(yīng)仿真
        5.4.2 風(fēng)力機靜止時的固有頻率分析
        5.4.3 旋轉(zhuǎn)時的固有頻率分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
碩士論文
[1]基于多體模型的水平軸風(fēng)力機氣彈耦合分析[D]. 莫文威.廣東工業(yè)大學(xué) 2013
[2]基于多體動力學(xué)的大型風(fēng)力機柔性結(jié)構(gòu)動力學(xué)仿真研究[D]. 袁茂圣.廣東工業(yè)大學(xué) 2012



本文編號：3155286