選取美國可再生能源實驗室（NREL）公布的"5 MW baseline"風力機模型為設(shè)計依據(jù),以其研發(fā)的用于驗證海上浮式風力渦輪機的模型OC4-DeepCwind半潛式海上風力機為母型結(jié)構(gòu),根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點和應(yīng)力分布情況,篩選易產(chǎn)生疲勞損傷的7個關(guān)鍵部位,分別建立局部有限元模型并進行網(wǎng)格加密處理。基于SESAM水動力分析軟件和FAST風力機動載荷計算程序,對其中的目標節(jié)點進行風力機載荷單獨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,一般冠點和鞍點的疲勞損傷度會相對更大。 

【文章來源】：太陽能學報. 2020,41(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

疲勞分析關(guān)鍵點位置示意圖

在關(guān)鍵部位相貫線處，每隔45°取一個熱點，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，通過外插法得到焊縫趾端處的應(yīng)力作為名義上的熱點應(yīng)力，圖3為熱點選取示意圖。2 風力機載荷作用下的疲勞計算

本文采用NREL 5 MW三葉片風力機，風力機葉片的翼型參數(shù)和塔架參數(shù)和控制系統(tǒng)參數(shù)均由NREL提供。而風力機基礎(chǔ)的質(zhì)量、附加質(zhì)量、阻尼、回復力矩陣和一階波浪力傳遞函數(shù)等水動力參數(shù)由SESAM-Hydrod計算得到并導入到FAST-HdroDyn模塊中計算風力機基礎(chǔ)的動力響應(yīng)，AeroDyn的湍流風場則由Turbsim生成。由Turbsim生成湍流風載荷，風速譜選用Kaimal譜，湍流強度特征值取0.12，生成對應(yīng)于輪轂處風速分別為4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24 m/s的風速時間歷程，圖4為其中4個湍流風速時間歷程。利用生成的風速時程，將風速導入FaST軟件中，由Fast生成塔筒底部的6個自由度的風力機載荷，圖5分別給出平均風速6、12、18、24 m/s風向為0°時的塔筒底部風力機載荷6個分量。


本文編號：3364757