风力发电机塔架结构减振控制研究综述 被引量：28

1

作者 阎石 牛健 +1 位作者 于君元 王伟 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期75-83,共9页

风能作为一种清洁可再生能源受到世界各国广泛关注。我国风力发电的大规模发展与集中式建设趋势,决定了风力发电机具有更高的单机容量和更大的单机尺寸。由于环境的特殊性,高耸支撑塔架在风荷载、地震以及海浪等作用下将产生显著的动力... 风能作为一种清洁可再生能源受到世界各国广泛关注。我国风力发电的大规模发展与集中式建设趋势,决定了风力发电机具有更高的单机容量和更大的单机尺寸。由于环境的特殊性,高耸支撑塔架在风荷载、地震以及海浪等作用下将产生显著的动力响应和大幅变形,甚至可能发生疲劳、屈曲、倾斜或倾覆等事故,采用振动控制方法可有效降低事故发生的概率。因此,对风力发电机塔架结构的振动控制研究应引起足够重视。综述了风力发电机塔架的结构形式、分类和特点,分析了其所承受的主要荷载情况,回顾了我国对其减振控制的研究现状,总结了目前相关减振装置所取得的研究成果,提出了其减振控制存在的主要问题及未来研究趋势。 展开更多

关键词 风力发电机 塔架结构 风致响应 地震响应 减振装置 研究综述

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基于SMA的风机塔架结构风致振动控制研究 被引量：11

2

作者 阎石 于君元 +1 位作者 牛健 王伟 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期159-164,共6页

随着风力发电机塔架高度的增加及叶片尺寸的增大,风致振动对风机塔架结构可靠性的影响越来越显著。利用形状记忆合金(SMA)的超弹性效应,设计出一套针对风机塔架结构的耗能减振装置,以减小风机塔架结构的风致振动。构建了双线性SMA滞回模... 随着风力发电机塔架高度的增加及叶片尺寸的增大,风致振动对风机塔架结构可靠性的影响越来越显著。利用形状记忆合金(SMA)的超弹性效应,设计出一套针对风机塔架结构的耗能减振装置,以减小风机塔架结构的风致振动。构建了双线性SMA滞回模型,并集成到Abaqus软件中。以功率1.5 MW的大型风力发电机塔架为例,建立了SMA-风机塔架结构整体分析有限元模型,对其动力性能进行了研究,并做了风荷载响应及振动控制分析。结果表明,与无控状态时相比,装有SMA耗能装置的塔架顶层最大位移和加速度分别减小45%和31%,所提出的SMA耗能减振装置能够有效地控制塔架结构的动力响应。 展开更多

关键词 形状记忆合金(SMA) 耗能减振装置 结构振动控制 风机塔架结构

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应用有限元分析系统计算风力机塔架结构的动态特性 被引量：5

3

作者 陆萍 张俊 黄珊秋 《机械设计》 CSCD 北大核心 1997年第12期39-41,共3页

本文讨论了空间系杆钢结构风力机塔架的动态特性、建模和有限单元类型的选取及计算方法。介绍了我们在ＡＤＩＮＡ系统基础上所开发的风力机塔架结构特性分析软件。通过一个实例，计算并给出了它的动态特性，并与实测结果进行了比较和讨论。

关键词 有限元 风力机 塔架结构 动态特性

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塔架结构塔身主杆法兰拼装节点螺栓脱落位置损伤识别的模型试验 被引量：2

4

作者 赵而年 瞿伟廉 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2013年第5期212-217,共6页

本文提出了一种新的基于自由振动信息的塔架结构塔身主杆法兰拼装节点螺栓脱落损伤发生位置的识别方法,并通过一塔架结构模型的试验验证了该方法的准确性和有效性。文中,通过在塔架结构塔身主杆所有法兰拼装节点法兰盘外侧竖向布置应变... 本文提出了一种新的基于自由振动信息的塔架结构塔身主杆法兰拼装节点螺栓脱落损伤发生位置的识别方法,并通过一塔架结构模型的试验验证了该方法的准确性和有效性。文中,通过在塔架结构塔身主杆所有法兰拼装节点法兰盘外侧竖向布置应变传感器,以该处在塔架结构顶端初始冲击激励下自由振动的竖向应变响应作为螺栓脱落的损伤标识量,依据完好结构与有螺栓脱落损伤结构法兰节点竖向应变的差异构建损伤指标向量,并对一钢管塔架结构模型进行了损伤识别的试验。试验结果表明,此方法的损伤指标向量具有对螺栓脱落敏感,与初始激励大小无关,对损伤位置具有较强的局域性的特点,且塔架结构其它结构损伤对塔身主杆法兰节点螺栓脱落位置诊断的损伤指标向量的特征没有影响。 展开更多

关键词 塔架结构 法兰拼装节点 螺栓脱落 损伤诊断 模型试验

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大型直流电压发生器塔架结构地震响应分析 被引量：2

5

作者 楼梦麟 林巧 高珊 《震灾防御技术》 2009年第4期386-393,共8页

本文以某一大型直流电压发生器塔架结构为例,建立有限元计算模型,采用调幅正弦五波、Taft地震波、El-Centro地震波、云南澜沧地震波和正弦三波5种地震动输入,通过数值计算,讨论了不同输入地震波对于结构抗震设计的影响。结果表明,地震... 本文以某一大型直流电压发生器塔架结构为例,建立有限元计算模型,采用调幅正弦五波、Taft地震波、El-Centro地震波、云南澜沧地震波和正弦三波5种地震动输入,通过数值计算,讨论了不同输入地震波对于结构抗震设计的影响。结果表明,地震作用效应在这类特种结构的组合响应中起重要影响,采用调幅正弦五波、正弦三波作为地震输入,过分夸大了实际的地震作用效应。最后,对这类特种结构的输入地震动提出了相应建议。 展开更多

关键词 直流电压发生器塔架结构 地震输入 抗震性能 有限元

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板倒法吊装塔架结构危险工况分析 被引量：3

6

作者 崔碧海 赵长荣 郑周练 《重庆建筑大学学报》 CSCD 2000年第1期109-114,共6页

塔架结构是化工装置中的重要设施,根椐其特点,常采用人字桅杆扳倒法吊装。塔架在吊装过程中所承受的载荷复杂、多变。分析、计算繁复。目前工程实际中往往采用经验或静态定性分析、计算,而忽略了吊装过程中的变化情况,不能合理地采取各... 塔架结构是化工装置中的重要设施,根椐其特点,常采用人字桅杆扳倒法吊装。塔架在吊装过程中所承受的载荷复杂、多变。分析、计算繁复。目前工程实际中往往采用经验或静态定性分析、计算,而忽略了吊装过程中的变化情况,不能合理地采取各种措施,易导致塔架破坏、吊装失败。本文在运动分析的基础上推导出了危险工况的计算公式,为吊装工艺设计提供了依据。 展开更多

关键词 吊装 塔架结构 危险工况分析

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风力机概念设计阶段塔架结构的可靠性设计 被引量：2

7

作者 张人杰 沈青青 罗万兴 《机电工程》 CAS 2012年第12期1410-1413,1418,共5页

为解决风力机设计过程中研发周期长、潜在隐患多、风险大、成本高等问题,将概念设计可靠性设计方法运用到风力机塔架设计中。在概念设计阶段,通过概算的方法建立了塔架的可靠性数学模型,对其进行了受力分析、失效模式分析,并进行了参数... 为解决风力机设计过程中研发周期长、潜在隐患多、风险大、成本高等问题,将概念设计可靠性设计方法运用到风力机塔架设计中。在概念设计阶段,通过概算的方法建立了塔架的可靠性数学模型,对其进行了受力分析、失效模式分析,并进行了参数化优化;以风力机塔架总体积以及塔架装机成本最小化为设计目标,在风力机塔架可靠性优化设计模型上对某型号1.5 MW风力机塔架进行了评价。研究结果表明,通过采用可靠性设计优化方法,一方面可以在保证塔架强度、刚度、稳定性基本不受影响的情况下,减小风力机塔架的壁厚,从而缩减塔架的总体积,在一定程度上减少塔架的成本;另一方面,塔架成本随着塔架下端外径的增加而降低。 展开更多

关键词 风力机塔架结构 可靠性设计 概念设计

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基于Ritz-POD法的格构式塔架结构风致振动分析 被引量：2

8

作者 吴本刚 何炳泉 +2 位作者 吴玖荣 丁昌银 汤序霖 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第2期325-331,共7页

根据自立式塔架结构脉动风荷载的空间分布形式,实现了本征特征分解(proper orthogonal decomposition,POD)和基于荷载-里兹模态分析相结合的Ritz-POD算法求解Ritz振型,并结合谐波激励法(harmonic excitation method,HEM)和荷载-响应相关... 根据自立式塔架结构脉动风荷载的空间分布形式,实现了本征特征分解(proper orthogonal decomposition,POD)和基于荷载-里兹模态分析相结合的Ritz-POD算法求解Ritz振型,并结合谐波激励法(harmonic excitation method,HEM)和荷载-响应相关法(load response correlation method,LRC)实现了塔架结构风振响应和等效静力风荷载(equivalent static wind load,ESWL)的高效分析。计算结果表明:采用40阶基于荷载-里兹振型和100阶传统自由振动振型计算的节点风振响应和等效静力风荷载结果及变化规律一致且二者吻合度高,说明较少阶Ritz振型的计算精度是能够保障的。并且较少阶Ritz振型减少了谐波激励法与荷载-响应相关法的运算工作量,提高了风致振动分析的效率。另外,本文利用大型通用有限元软件SAP2000基于MATLAB系统的应用程序接口(API)开发环境,实现了塔架结构风致动力响应和等效静力风荷载的高效分析平台,可为其他大型复杂工程的风致振动分析提供参考。 展开更多

关键词 风振响应 等效静力风荷载 Ritz-POD法 谐波激励法 荷载-响应相关法 塔架结构

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拉索式小型风力发电机塔架结构吸振器的研发 被引量：2

9

作者 李经瑶 崔承勋 黄艳芳 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期203-208,共6页

风力发电机塔架结构的自然频率与风轮的工作频率(风叶的通过频率)相近时,将发生共振,导致风力发电机无法正常工作。文章基于动力吸振原理,建立了拉索式小型风力发电机塔架结构等效振动模型,再以6kW级拉索式小型风力发电机塔架结构的缩... 风力发电机塔架结构的自然频率与风轮的工作频率(风叶的通过频率)相近时,将发生共振,导致风力发电机无法正常工作。文章基于动力吸振原理,建立了拉索式小型风力发电机塔架结构等效振动模型,再以6kW级拉索式小型风力发电机塔架结构的缩小模型为对象制作吸振器,用理论与试验验证吸振器的有效性。试验结果表明,吸振器能够有效减少塔架结构共振频域内的振动。 展开更多

关键词 风力发电机塔架结构 吸振器 等效振动模型 减振 模态测试

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风力机塔架结构风振试验的模化方法(英文)

10

作者 周必成 王永智 卢水章 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1989年第4期53-61,共9页

本文讨论了风力机塔架相似模型的建立,并把强风瞬时风速记录变换为符合相似条件的风模型。采用激振器对塔架模型做模拟风激振试验以及在静风荷载作用下塔架模型的光弹实验。完成上述工作,即构成了完整的风致振动的模化实验方法。

关键词 风力机 塔架结构 风振试验 模化法

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塔架结构等效简化在近海平台整体分析中的应用

11

作者 赵德廷 《中国海上油气（工程）》 1995年第5期1-6,共6页

基于某些力学原理,本文给出了一套等效简化平台上部塔架设施的新方法,即三维塔架结构用梁单元代替。该方法用于近海平台整体分析,不但节省人力和机时,而且计算精度较高。本文主要介绍这种等效简化法及其工程应用。

关键词 近海平台 塔架结构 等效简化 海上平台

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基于3D塔架结构的随机动力响应分析

12

作者 陈兴 刘学峰 王传方 《农业装备与车辆工程》 2007年第9期28-30,共3页

在随机载荷的激励作用下,系统塔架结构产生了一系列的随机性动力响应。利用有限元方法对塔架结构建模,并应用随机振动理论和有限元方法对塔架结构进行随机性动力响应分析,推导了结构在随机载荷激励下的位移、应力响应的功率谱和均方值... 在随机载荷的激励作用下,系统塔架结构产生了一系列的随机性动力响应。利用有限元方法对塔架结构建模,并应用随机振动理论和有限元方法对塔架结构进行随机性动力响应分析,推导了结构在随机载荷激励下的位移、应力响应的功率谱和均方值的计算公式,这为以后分析塔架结构随机动力响应提供了计算理论;同时给出算例,分析结果,最终肯定了该理论的可行性和必要性。 展开更多

关键词 塔架结构 有限元方法 随机振动

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基于传感器对风力机塔架轴向及横向振动特征分析 被引量：2

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作者 陈涛 高志鹰 +2 位作者 蒋祥增 侯熠 汪建文 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第8期76-80,共5页

采用振动测试分析系统对小型水平轴风力机塔架不同高度测点位置的轴向及横向振动信号进行测试与分析。实验结果表明,塔架非共振(以塔架一阶弯振频率作为共振的对照频率)时,塔架横向振动幅度大于轴向振动;风轮旋转基频与塔架一阶弯振固... 采用振动测试分析系统对小型水平轴风力机塔架不同高度测点位置的轴向及横向振动信号进行测试与分析。实验结果表明,塔架非共振(以塔架一阶弯振频率作为共振的对照频率)时,塔架横向振动幅度大于轴向振动;风轮旋转基频与塔架一阶弯振固有频率接近时,塔架发生共振,塔架轴向振动幅度大于横向振动。工程应用中利用该规律,可以对小型水平轴风力机进行监控预警避免塔架共振,也可在设计阶段加强塔架横向结构,增加塔架寿命。 展开更多

关键词 水平轴风力机 风轮 塔架结构 振动 应变 旋转激励

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天津1号大型助航浮标结构研究

14

作者 任贵永 孟昭瑛 李淑琴 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1991年第4期57-61,共5页

介绍一种总高12.7m,壳体外形直径10.4m,助航灯射程10海里,具有抗冰能力、全年连续工作的助航浮标天津1号(TJ-1),并论述了该浮标结构选型、冰荷载对浮标的作用、塔架结构与壳体结构受力分析及其结构研究等问题。

关键词 助航 浮标 结构 塔架结构 壳体结构

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结构弹性对桨距角突变下风力机气动性能的影响 被引量：1

15

作者 刘翀 刘鹏寅 +1 位作者 沈昕 竺晓程 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期468-472,492,共6页

对桨距角突变情况下的风力机气动性能进行了数值模拟,着重分析了风力机叶片非对称性、叶片结构弹性及塔架结构弹性对气动性能的影响,并模拟了桨距角突变情况下风力机气动性能的过冲现象.结果表明:变桨前后主轴扭矩的波动主要是由于风力... 对桨距角突变情况下的风力机气动性能进行了数值模拟,着重分析了风力机叶片非对称性、叶片结构弹性及塔架结构弹性对气动性能的影响,并模拟了桨距角突变情况下风力机气动性能的过冲现象.结果表明:变桨前后主轴扭矩的波动主要是由于风力机2个叶片质量非对称引起的,而风力机叶片结构弹性加剧了风轮主轴扭矩在过冲过程的振荡;风力机叶片非对称性、叶片结构弹性及塔架结构弹性共同作用是导致轴向推力出现波动的主要原因. 展开更多

关键词 风力机 气动性能 桨距角 叶片结构弹性 塔架结构弹性 数值模拟

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风载和地震波联合作用下风电机组钢混组合式塔架响应控制研究 被引量：9

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作者 张栋梁 汤群益 +3 位作者 李天昊 付坤 彭子腾 袁中帅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第23期190-200,共11页

为了探究钢混组合式塔架结构(混塔)在风载荷和地震波联合作用下的结构响应,建立了钢混组合式塔架的有限元模型,采用Davenport脉动风速谱,基于AR线性滤波法对脉动风速进行时程模拟;并基于结构所处的场地条件,对混塔进行相应的地震波时程... 为了探究钢混组合式塔架结构(混塔)在风载荷和地震波联合作用下的结构响应,建立了钢混组合式塔架的有限元模型,采用Davenport脉动风速谱,基于AR线性滤波法对脉动风速进行时程模拟;并基于结构所处的场地条件,对混塔进行相应的地震波时程分析。在此基础上,采用基础隔震结构、单个调谐质量阻尼器(single tuned mass damper, STMD)和分布式多重调谐质量阻尼器(distributed multiple tuned mass damper, D-MTMDs)结构、以及隔震结构和D-MTMDs结构组合而成的混合控制结构等一系列控制方法对混塔的响应进行了控制,并采用了七种评价指标对各控制方法的优劣进行了相应的评估。计算结果表明,混合控制结构可以结合隔震结构和D-MTMDs结构的控制优点,不仅展现对风载响应的良好控制,也显示出对风载和地震波联合载荷响应优异的控制效果。 展开更多

关键词 混合控制 钢混塔架结构 分布式多重调谐质量阻尼器 风载荷 隔震模型 地震响应

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