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
冰荷载是影响海上风力机安全运行的重要决定性因素,严重时会致使海上风力机结构发生冰激振动破坏和冰激疲劳失效。该研究基于粘聚单元(cohesive element method,CEM)-有限元(finite element method,FEM)耦合方法,通过非线性分布弹簧考虑...冰荷载是影响海上风力机安全运行的重要决定性因素,严重时会致使海上风力机结构发生冰激振动破坏和冰激疲劳失效。该研究基于粘聚单元(cohesive element method,CEM)-有限元(finite element method,FEM)耦合方法,通过非线性分布弹簧考虑桩-土相互作用,建立海冰-寒区单桩海上风力机结构在风-冰联合作用下的整体耦合冰激振动非线性有限元模型。进而,基于非线性数值仿真工具LS-DYNA,分别模拟冰与直立结构和带有抗冰锥的基础结构相互作用过程,并与现有的挤压和弯曲冰力模型进行对比,验证该研究模拟动冰荷载的准确性,讨论两种冰破坏模式下动冰荷载的变化规律。最后,为解决海上风力机发生的强烈冰激振动问题,分别采用振动控制方法和施加抗冰锥的方式,开展风、冰联合作用下海上风力机动冰力和动力响应研究,对比分析以上两种减振方式的减振机理和减振效果差异。结果表明,虽然抗冰锥可明显降低冰-海上风力机相互作用的动冰荷载幅值,然而采用振动控制策略的海上风力机减振效果明显优于抗冰锥。因此,在海上风力机的冰激结构损伤研究和抗冰设计中必须分别考虑以上两种减振方式对结构的影响。展开更多
文摘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。
文摘冰荷载是影响海上风力机安全运行的重要决定性因素,严重时会致使海上风力机结构发生冰激振动破坏和冰激疲劳失效。该研究基于粘聚单元(cohesive element method,CEM)-有限元(finite element method,FEM)耦合方法,通过非线性分布弹簧考虑桩-土相互作用,建立海冰-寒区单桩海上风力机结构在风-冰联合作用下的整体耦合冰激振动非线性有限元模型。进而,基于非线性数值仿真工具LS-DYNA,分别模拟冰与直立结构和带有抗冰锥的基础结构相互作用过程,并与现有的挤压和弯曲冰力模型进行对比,验证该研究模拟动冰荷载的准确性,讨论两种冰破坏模式下动冰荷载的变化规律。最后,为解决海上风力机发生的强烈冰激振动问题,分别采用振动控制方法和施加抗冰锥的方式,开展风、冰联合作用下海上风力机动冰力和动力响应研究,对比分析以上两种减振方式的减振机理和减振效果差异。结果表明,虽然抗冰锥可明显降低冰-海上风力机相互作用的动冰荷载幅值,然而采用振动控制策略的海上风力机减振效果明显优于抗冰锥。因此,在海上风力机的冰激结构损伤研究和抗冰设计中必须分别考虑以上两种减振方式对结构的影响。
