风波联合载荷下海上风力机塔筒的疲劳寿命预测

海上风力机塔筒身处复杂多变的海洋环境中,其受到风载荷、波浪载荷和海水腐蚀等多方因素影响。为了保证塔筒在其寿命周期内可靠运行,针对南通沿海2.5 MW海上风力机塔筒,根据特定海区的服役工况,研究了其结构形状和单一工况下的风波联合载荷特征,设计疲劳试验方案并获得了塔筒材料Q345D在海水腐蚀下的S-N曲线,在ANSYS Workbench中对塔筒进行了结构瞬态分析和疲劳寿命预测。仿真结果表明:2.5 MW海上风力机塔筒的预计服役寿命为46年,超过了其设计寿命20年,保证了海上风力机工作可靠。     

3MW海上风力机叶片的三维建模及模态分析

叶片作为风力机的重要部件,对其进行合理的设计至关重要.研究了兆瓦级水平轴风力机叶片的设计流程,针对海上风电机组所处的复杂外部环境,选择合理的设计参数,设计出满足海上工作环境的3MW水平轴式风力机叶片;使用三维绘图软件,完成叶片的三维实体建模;运用有限元方法,选定叶片材料的特征参数,进行叶片的模态分析,确定了叶片的振型模态,并对比分析叶片各阶的振型模态结果.结果表示,该叶片的固有频率与外部激振频率不重合,避免了共振破坏的发生.     

基于Comsol Multiphysics的海上风力机塔架模态分析

塔架是风力机的主要支撑装置,鉴于海上特殊的工作环境,塔架振动在所难免。以海上3MW风力机塔架为对象,应用有限元分析软件Comsol Multiphysics对其进行模态分析,除了考虑叶轮激励频率的影响外,还要研究波浪频率对塔架的影响,通过求解有限元特征方程,得到前六阶固有频率及振型,确定引起塔架与外部激励共振主要取决于塔架的低阶频率;摆振是风力机塔架的主要振动,造成塔架顶端振幅较大。通过进行模态分析,为塔架设计、安全运行和结构动力学分析提供更可靠的理论依据。