大型风力发电机组塔架模态分析与稳定性分析

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1、第7卷第6期铁道科学与工程学报V0L7No．62010年12月JOURNALOFRAILWAYSClENCEANDENG1NEERINGDec．2O10大型风力发电机组塔架的模态分析及稳定性分析朱新华，黄方林。张刘刚(1．中南大学土木建筑学院，湖南长沙410075；2．中铁五局机械化工程有限责任公司，湖南衡阳421002)摘要：以某大型风力发电机组为工程背景，利用大型分析软件ANSYS建立塔架的有限元模型，进行模态分析。确定塔架动力特性，为该风力发电机组的安全运行和后续的动力分析提供依据；采用比较严格、完善的德国钢结构规范D

2、INI8800对塔架这种高耸薄壁结构进行了稳定性分析，分析中考虑了结构的初始缺陷(几何缺陷和结构缺陷)等影响因素，结果表明塔架不满足DINI8800规范要求，原塔架设计需进一步修改、完善。关键词：风力发电机组；塔架；模态分析；稳定性中图分类号：TK83文献标志码：A文章编号：1672—7029f2010)06—0086—04ModalandbucklinganalysisforthetoweroflargewindturbineZHUXing—hua’HUANGFang．1in，ZHANGLiu—gang，(1．School

3、ofCivilEngineeringandArchitecture，CentralSouthUniversity，Changsha410075，China；2．MechanizationEngineeringLimitedCompanyofChinaRailwayWujuGroup，Hengyang421002，China)Abstract：Takingthelargewindturbineasengineeringbackground，themodelofthetowerwasestablishedandthemodala

4、nalysiswascarriedoutbyANSYSsoftware．Thedynamiccharacteristicofthetower．whichcanoferbasisforthesaftyserviceandsubsequentdynamicanalysisofthewindturbine，wasdetermined．BymakinguseofthestrictandmatureDeutscheNormDIN18800．thebucklingofthethin—walledandhigh—risetowerwasa

5、nalyzed．Duringtheanalysisprocess．theinitialdefectsofthestructurewasconsidered．TheresultsshowthatthetowerdoesnotsatisfiytherequirementsofDIN18800Nornl，andtheoriginaltowerdesignshouldbefurthermodi—fledandimproved．Keywords：windturbine；tower；modalanalysis；buckling风能作为绿

6、色环保能源，是一种普遍的、可再发电机结构动力学分析的基础L2J。作者以某大型生的洁净能源。在能源危机日益深重的今天已越风力发电机组为工程背景，建立其有限元模型，并来越受到人们的重视⋯。风力发电机通过风轮桨采用模态分析方法确定塔架的动力特性：固有频率叶汲取风能，转化为电能，在此过程中风力发电机和振型，为后续的动力分析提供依据。组塔架受到多种载荷的共同作用，除了要支撑风力风力机最初是由国外引进的产品，为节约费机自身的重量(风轮和机舱)和叶片旋转时产生的用，更为了实现风力机国产化的需要，逐渐由我国动载荷之外，还有自然风的作用。塔架

7、是风力发电自主设计与制造，但相关的规范却没有制定，特别机组的主要承重结构，它的变形和振动，不仅会增是关于稳定性检算方面的规范。鉴于德国钢结构大附加应力和降低整个系统结构强度，还可能影响规范DIN18800对于这种高耸薄壁结构的规定比到其他部件的变形，导致性能下降，严重时还会导较完善，它综合考虑了结构的初始缺陷等影响因致风力机损坏。因此，为确保风力发电机组安全运素。本文采用德国钢结构规范DIN18800，对塔架营，必须分析塔架的动力特性和稳定性。进行了稳定性分析。模态分析是结构动态分析的核心，是进行风力收稿日期：2010—08

8、—25作者简介：朱新华(‘1971一)，男，湖南汉寿人，高级工程师，从事结构计算分析及管理工作第6期朱新华，等：大型风力发电机组塔架的模态分析及稳定性分析1工程背景SYS，ABAQUS等)来完成这一工作，取得了较好的效果。本文采用大型有限元分析软件ANSYS分析塔架的动态特性。目前常见的塔