在風(fēng)、波載荷聯(lián)合作用下，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)由于疲勞破壞存在著安全隱患。本文在風(fēng)、波載荷分析基礎(chǔ)上，對單樁型基礎(chǔ)的海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行分析。主要內(nèi)容如下：1、研究疲勞評估方法。主要包括疲勞的時(shí)域評估方法、頻域評估方法和兩種載荷聯(lián)合作用下結(jié)構(gòu)疲勞評估方法。2、風(fēng)力機(jī)風(fēng)載荷分析計(jì)算。介紹了風(fēng)湍流的模擬方法和風(fēng)載荷的計(jì)算方法，并且采用動量-葉素理論和順風(fēng)向脈動風(fēng)的準(zhǔn)定常假定得到風(fēng)載荷的時(shí)域和頻域形式。3、波浪載荷分析計(jì)算。介紹了規(guī)則波和不規(guī)則波載荷的計(jì)算方法，并且采用波浪模擬法和譜分析方法得到了波浪載荷的時(shí)域和頻域形式。4、海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)疲勞評估計(jì)算實(shí)例。在風(fēng)、波載荷分析的基礎(chǔ)上，分別計(jì)算風(fēng)致結(jié)構(gòu)疲勞損傷值和波浪致結(jié)構(gòu)疲勞損傷值。考慮風(fēng)波聯(lián)合作用的影響，采用載荷疊加法計(jì)算結(jié)構(gòu)的疲勞損傷值。選取特定的海況，采用等幅載荷法、組合譜法和直接公式法計(jì)算疲勞損傷值并且進(jìn)行比較。5、隨機(jī)振動的有限元分析。介紹了隨機(jī)振動理論，采用ABAQUS有限元軟件對脈動風(fēng)和隨機(jī)波浪作用下塔架結(jié)構(gòu)的響應(yīng)進(jìn)行了分析，采用Dirlik方法對脈動風(fēng)、波浪以及二者共同作用下結(jié)構(gòu)的損傷值進(jìn)行了計(jì)算。 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 風(fēng)載荷及波浪載荷的計(jì)算
        1.2.2 疲勞評估方法
    1.3 存在的問題
    1.4 本文內(nèi)容
第2章 疲勞評估方法
    2.1 疲勞簡介
    2.2 疲勞評估時(shí)域分析方法
        2.2.1 S-N 曲線理論
        2.2.2 雨流計(jì)數(shù)法
        2.2.3 平均應(yīng)力修正
        2.2.4 疲勞累積損傷
    2.3 疲勞評估頻域分析方法
        2.3.1 功率譜估計(jì)的基本方法
        2.3.2 頻域分析方法
    2.4 兩種載荷作用下結(jié)構(gòu)疲勞評估
        2.4.1 載荷疊加法
        2.4.2 等幅載荷法
        2.4.3 組合譜法
        2.4.5 直接公式法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 風(fēng)力機(jī)風(fēng)載荷分析計(jì)算
    3.1 風(fēng)湍流的模擬
        3.1.1 時(shí)域下風(fēng)湍流的速度分量
        3.1.2 風(fēng)速譜
    3.2 風(fēng)載荷的計(jì)算
        3.2.1 動量理論
        3.2.2 葉素理論
        3.2.3 動量-葉素理論
        3.2.4 順風(fēng)向脈動風(fēng)的準(zhǔn)定常假定
    3.3 時(shí)域下風(fēng)載荷計(jì)算
    3.4 頻域下風(fēng)載荷的計(jì)算
    3.5 本章小節(jié)
第4章 波浪載荷分析計(jì)算
    4.1 微幅波浪理論
    4.2 規(guī)則波的波浪載荷
    4.3 不規(guī)則波的波浪載荷
        4.3.1 代表波法
        4.3.2 概率計(jì)算法
        4.3.3 波浪模擬法
        4.3.4 譜分析法
    4.4 時(shí)域下不規(guī)則波浪載荷的計(jì)算
    4.5 頻域下波浪載荷計(jì)算
    4.6 本章小結(jié)
第5章 海上風(fēng)力機(jī)疲勞評估計(jì)算實(shí)例
    5.1 概述
    5.2 1.5 MW 海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)參數(shù)
    5.3 風(fēng)波要素
    5.4 單位載荷作用下結(jié)構(gòu)應(yīng)力的確定
        5.4.1 海上風(fēng)力風(fēng)機(jī)塔架結(jié)構(gòu)有限元模型
        5.4.2 疲勞校核位置的確定
    5.5 S-N 曲線的選取
    5.6 風(fēng)致疲勞分析結(jié)果
        5.6.1 雨流計(jì)數(shù)及平均應(yīng)力修正
        5.6.2 疲勞損傷值的計(jì)算
    5.7 波浪致疲勞分析
        5.7.1 應(yīng)力分布
        5.7.2 應(yīng)力譜密度的確定
        5.7.3 疲勞損傷的計(jì)算
    5.8 風(fēng)波聯(lián)合作用下風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞損傷計(jì)算
        5.8.1 載荷疊加法
        5.8.2 其他方法以及損傷結(jié)果的比較
    5.9 本章小結(jié)
第6章 隨機(jī)振動有限元分析
    6.1 ABAQUS 隨機(jī)響應(yīng)分析方法簡介
    6.2 線性系統(tǒng)隨機(jī)振動理論
        6.2.1 頻率響應(yīng)法
        6.2.2 單自由度結(jié)構(gòu)的隨機(jī)振動響應(yīng)
        6.2.3 多自由度結(jié)構(gòu)的隨機(jī)振動
    6.3 風(fēng)、波作用下風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)分析
        6.3.1 脈動風(fēng)作用下風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)分析
        6.3.2 隨機(jī)波浪作用下風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)分析
        6.3.3 風(fēng)波聯(lián)合作用下風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)分析
        6.3.4 隨機(jī)振動響應(yīng)的疲勞分析
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]風(fēng)波聯(lián)合作用海上風(fēng)力機(jī)動態(tài)特性分析[J]. 徐建源,祝賀.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2010(05)
[2]海上風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 趙群,柴福莉.  機(jī)電工程. 2009(12)
[3]海上風(fēng)力發(fā)電塔脈動風(fēng)速時(shí)程數(shù)值模擬[J]. 陳小波,陳健云,李靜.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2008(32)
[4]海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架海波載荷的分析[J]. 王湘明,陳亮,鄧英,王婀娜.  沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)
[5]國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的情況及發(fā)展趨勢[J]. 王素霞.  電力技術(shù)經(jīng)濟(jì). 2007(01)
[6]基于功率譜密度的疲勞壽命估算[J]. 李超.  機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2005(02)
[7]風(fēng)力機(jī)葉片載荷譜及疲勞壽命分析[J]. 李德源,葉枝全,陳嚴(yán),包能勝.  工程力學(xué). 2004(06)
[8]離岸結(jié)構(gòu)所受到波浪載荷與風(fēng)載荷的組合[J]. 黃文波,張圣坤.  中國造船. 2001(04)
[9]Stokes波的譜特性分析[J]. 馬汝建,李桂喜.  海洋工程. 2001(04)
[10]規(guī)范設(shè)計(jì)中一般平穩(wěn)隨機(jī)載荷過程的組合[J]. 黃文波,張圣坤.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2001(10)

博士論文
[1]機(jī)車車輛零部件的疲勞壽命預(yù)測仿真[D]. 陽光武.西南交通大學(xué) 2005

碩士論文
[1]近海風(fēng)機(jī)塔架風(fēng)浪荷載分析[D]. 陳為飛.浙江大學(xué) 2010
[2]海上樁式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究[D]. 郇彩云.大連理工大學(xué) 2009
[3]海上風(fēng)力機(jī)流體載荷研究[D]. 趙靜.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[4]海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架在風(fēng)波聯(lián)合作用下的動力分析及疲勞分析[D]. 劉勝祥.廣東工業(yè)大學(xué) 2008
[5]近海風(fēng)力機(jī)風(fēng)波聯(lián)合作用下的載荷分析研究[D]. 蔡安民.汕頭大學(xué) 2007
[6]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組疲勞載荷測試系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 郭亮.新疆大學(xué) 2006
[7]大型水平軸風(fēng)力機(jī)載荷計(jì)算和強(qiáng)度分析的方法研究[D]. 曾杰.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 2001



本文編號：3158270