三肢柱格構式鋼管混凝土風電塔架載荷計算及力學性能研究.pdf

1、碩士學位論文碩士學位論文論文題目論文題目：三肢柱格構式鋼管混凝土風電塔架載荷計算及力學性能研究英文題目英文題目：StudyonMechanicalPropertytheCaculationofLoadoftheLatticeStructuredwindTurbineTowerinthreeleggedMadeofConcreteFilttedSteelTube學位類學位類別：工程碩士研究生姓研究生姓名：寧艦學號學號：2014022423

2、學科學科(領域領域)名稱名稱：建筑與土木工程指導教指導教師：高春彥職稱職稱：副教授協(xié)助指導教協(xié)助指導教師：職稱：職稱：2016年6月14日分類號：分類號：TU398TU398密級：級：公開公開UDC：學校代碼：學校代碼：1012710127內蒙古科技大學碩士學位論文I摘要現階段在國際風電市場上，風電機組大都采用錐筒式塔筒，但這種結構形式應用于單機大容量風電機組時，存在尺寸過大、運輸不便、材料利用率低和塔影效應明顯（尤其對下風向風電機組）

3、的弊端，新型、經濟、運輸便捷的風電機組塔架形式亟待出現。但現階段，在我國國內不僅對兆瓦級風電機組塔架所受載荷來源、種類、計算方法等尚無明確規(guī)范，而且對風電機組塔架設計合理性判斷標準也處于探索階段。有關風電塔架設計的核心技術缺乏，創(chuàng)新能力不足。因此，編纂適合我國國情、擁有完全核心設計產權的“高雞腿啞鈴式”高聳結構的載荷計算規(guī)范、機組設計規(guī)程以及探索新型格構式鋼管混凝土塔架在風電機組上的應用具有重要意義。本文以某風電場2MW風電機組塔架為例

4、，根據國內外三種風電載荷計算規(guī)范，對比分析了風電機組在不同工況下所受的載荷。應用SAP2000有限元分析軟件，對風力發(fā)電機塔架進行了靜載分析、模態(tài)分析、動力響應分析等方面研究。研究結果表明，JBT規(guī)范和日本規(guī)范所給出的載荷計算結果相比BLADED計算結果，存在考慮工況不夠全面、荷載計算種類缺失等問題。BLADED計算結果中啟轉、正常發(fā)電、緊急停機工況下的載荷峰值與其余五種工況相比明顯偏大；啟轉工況下，塔頂載荷時程函數在仿真時間內具有逐漸

5、增大的趨勢；正常發(fā)電工況下，塔頂載荷時程函數在仿真時間內具有平穩(wěn)波動的特性；緊急停機工況下，塔頂載荷時程函數在仿真時間內具有突然減少的特性。模態(tài)分析結果表明，塔架一、二階固有頻率避開了葉片旋轉頻率與三倍旋轉頻率范圍，可以避免共振現象；靜力分析中，得到在啟轉工況下塔架頂部發(fā)生最大位移324mm，緊急停機工況下柱肢最大拉力為7099kN均小于位移限值與抗力。動力分析中正常發(fā)電工況下塔架的最大位移達到446mm，仍小于位移限值。本文建議，當風