海上风力机塔架在风波联合作用下的动力响应数值分析

分析海上风力机塔架复杂的外界载荷工况,研究海上风力机圆筒形塔架在随机风载荷和波浪载荷作用下的动力响应数值分析方法。研究作用在圆筒形塔架上的气动力特别是非定常气动力与雷诺数的关系;应用线性波理论来仿真非规则的海浪,分析作用在圆筒形塔架上的波浪载荷,通过坐标变换,将二维线性波理论扩展为三维线性波理论,相应地,将平面的莫里森(MORISON)波浪力系发展成空间力系,建立波浪力的分析计算模型,以适应三维空间的分析和计算;编制非规则线性波浪力分析程序。用有限元数值分析方法,将圆筒形塔架用空间梁单元建模,求解塔架在风波联合作用下的位移、速度、加速度以及应力响应等。针对一台1.5 MW海上风力机塔架动力响应分析的算例表明：为整个海上风力机系统气动弹性分析、风力机塔架振动分析和疲劳寿命分析等提供实用的分析方法。     

调质45钢变幅载荷下疲劳寿命预测

通过调质 45钢的超载实验及变幅疲劳实验 ,进一步验证作者提出的变幅载荷下疲劳寿命及其概率分布预测方法的适用性。实验结果及分析结果表明 ,调质 45钢切口件的超载效应因子 Z=0 ,从而可不必考虑载荷顺序效应 ,而直接采用 Miner法则和恒幅下的疲劳寿命曲线表达式进行预测 ,且实验结果与预测结果吻合很好     

变幅载荷下疲劳寿命预测及其模拟结果

预测了变幅载荷下给定存活率的疲劳寿命,并用蒙特卡洛法模拟变幅载荷下疲劳试验进行了验证。结果表明,变幅载荷下疲劳寿命的预测结果和模拟结果服从对数正态分布,且两者符合很好。这一结果与文献「１,２」中的结果相一致。     

载荷形式对疲劳寿命预测方法的影响

用力学分析方法解析了多种载荷条件下试件断面上各点应力分布规律,并根据这个分布规律由现有的大量旋转弯曲疲劳寿命实验数据推算同样材料的其他载荷形式下的疲劳寿命。同时,在旋转弯曲载荷条件下,通过建立试件表面应力应变与名义应力应变关系式,如何得出在单向拉压圆形试件名义与应力与旋转弯曲圆形试件表面应力相等时,通过试件断面上的应力梯度值和材料的静拉伸强度值,可以简便地预测出材料任何尺寸大小、一定应力水平下的疲     

挖掘机下车架疲劳试验载荷谱研究与寿命预测

针对某中型液压挖掘机下车架的疲劳可靠性问题,研究了液压挖掘机下车架加载谱的编制方法.基于现场实测载荷-历程数据,采用反向加载方式,编制了挖掘机下车架加载部位的疲劳试验台架八级程序谱.为了实现同步加载试验,利用损伤等效原则,将四个支撑点各自的八级程序谱当量成四个相频相同的试验恒幅谱,再利用损伤一致性原则对试验恒幅谱进行校...     

风电机组塔筒载荷的测试与分析

以风电机组塔筒为研究对象,对风电机组塔筒载荷特性及计算方法进行分析研究。在介绍塔筒载荷测试主要参数及方法的基础上,采用应变测试方法,对一台1.5 MW风电机组塔筒在启动、运行、正常停机等多种工况及不同平均风速下进行载荷测试,得到了塔筒根部弯矩、转矩及1阶固有频率,并与仿真计算结果进行了对比。结果表明,实测结果与仿真结果接近,仿真模型可用于机组载荷计算和动态性能分析。     

平面弯曲载荷作用下试件断面形状对疲劳寿命预测的影响

试图应用力－应变幅值关系式预测材料在平面弯曲负载条件下,不同断面形状试件的疲劳寿命。该关系式σ＝１．７３σｂεｐ＾０．１６为循环轴向拉压碳素结构钢的经验关系式。由于平面弯曲负载下试件断面存在应力梯度,而拉压负载时试件断面无应力梯度变化,两负载下相同试件断面有相同的表面真应力σＲ,用力学方法可以推导平面弯曲负载条件下不同断面形状试件表面真应力σＲ和名义应力σ的关系,并换算出该名义应力同试件表面应变的     

随机载荷循环作用下的机械结构疲劳寿命预测模型

基于名义应力法建立了随机载荷循环作用下的结构疲劳寿命预测模型。分析了结构所受循环载荷作用的不确定性特征,在以循环载荷作用次数为寿命度量指标框架下,运用概率加权法和线性Miner累积损伤法则,分别建立了疲劳寿命与应力之间关系分别服从指数函数和幂函数两种形式时,随机载荷循环作用下的结构疲劳寿命预测模型,并运用所建立的模型对某转动轴的疲劳寿命进行了预测研究。     

基于灰色理论对海上风机塔架承载能力的预测

在海上风力发电系统运行过程中,通过对低海况下塔架结构的应力水平监测,获得一系列的结构应力幅与风速风向的关系及自重对塔架结构应力的影响关系。基于灰色预测模型——GM（1,1）模型,本文对塔架结构的高风况下应力水平进行预测,计算了塔架结构的承载能力,为今后塔架的设计研究提供了基本的试验数据。     

随机载荷下疲劳寿命的估算

复杂随机载荷下疲劳寿命的评估，一直是工程上所关心的问题之一。在设计阶段，通常难以确定详细的应力历程，因而也无从进行循环计数和累计损伤。本文基于传统的疲劳设计思想和概率分析方法，综合考虑平均应力的影响和疲劳寿命固有的分散性，研究了宽带随机载荷作用下疲劳寿命的估算问题     

风力发电机组螺栓预紧力与疲劳寿命研究

首先,通过有限元方法对风力发电中机架与夹紧法兰连接螺栓进行了计算,得到了螺栓疲劳损伤与预紧力之间的关系;然后综合考虑连接面分离准则、强度准则和疲劳准则,确定了最佳的预紧力范围。     

Fatigue Life Prediction under Service Load Considering Strengthening Effect of Loads below Fatigue Limit

Lightweight design requires an accurate life prediction for structures and components under service loading histories. However, predicted life with the existing methods seems too conservative in some cases, leading to a heavy structure. Because these methods are established on the basis that load cycles would only cause fatigue damage, ignore the strengthening effect of loads. Based on Palmgren-Miner Rule （PMR）, this paper introduces a new method for fatigue life prediction under service loadings by taking into account the strengthening effect of loads below the fatigue limit. In this method, the service loadings are classified into three categories： damaging load, strengthening load and none-effect load, and the process for fatigue life prediction is divided into two stages： stage I and stage II, according to the best strengthening number of cycles. During stage I, fatigue damage is calculated considering both the strengthening and damaging effect of load cycles. While during stage II, only the damaging effect is considered. To validate this method, fatigue lives of automobile half shaft and torsion beam rear axle are calculated based on the new method and traditional methods, such as PMR and Modified Miner Rule （MMR）, and fatigue tests of the two components are conducted under service loading histories. The tests results show that the percentage errors of the predicted life with the new method to mean life of tests for the two components are –3.78% and –1.76% separately, much lesser than that with PMR and MMR. By considering the strengthening effect of loads below the fatigue limit, the new method can significantly improve the accuracy for fatigue life prediction. Thus lightweight design can be fully realized in the design stage.     

风力发电机在地震-风力作用下的载荷计算

为了对风力发电机在地震一风力作用下的受力情况进行仿真计算,采用多柔体系统动力学理论建立了风力发电机结构动力学分析模型,并在FORTRAN下编程实现;采用动态入流理论进行气动载荷计算,用Eurocode8生成地震谱。以某企业开发的大型风力机为对象,应用该方法,首先进行了模态分析和地震载荷谱计算,同权威计算软件GHBladed计算结果的比较表明,建立的计算模型正确可行;然后,对该风力机在地震一风力联合作用下的载荷进行了计算,结果显示,此时风力机所受载荷比正常情况下高出许多。     

海上漂浮式风电机组风波载荷计算与分析

以海上大型漂浮式风电机组三浮桶式支撑结构为对象,考虑风波联合作用,借助叶素-动量理论和线性波理论,联合风载荷和波浪载荷模型构建了风波联合载荷模型。计算过程中,考虑了风电机组不同的运行工况,依据浮桶直径与波长的比值来确定波浪载荷适用的计算模型（Morison理论与绕射理论）;得到了不同工况、不同环境参数和结构参数条件下的载荷结果,分析了风波载荷的变化特征。     

增压器涡轮叶片疲劳蠕变寿命预测方法

根据径流式增压器涡轮的结构与工作特点,分析了涡轮叶片的载荷与应力空间分布特征;针对增压器涡轮由疲劳与蠕变交互作用引起的叶根断裂失效模式,研究了增压器涡轮叶片叶根的载荷与应力变化历程,建立了涡轮叶片叶根的载荷与应力描述方法;然后建立了增压器涡轮叶片叶根疲劳蠕变寿命预测方法及模型,并运用建立的模型对增压器涡轮叶片叶根进行了寿命评估。     

基于数字孪生的风机实时载荷预估研究

为推动风电产业技术的持续进步,改善风机控制系统性能,利用数字孪生方式,实现风机实时载荷的预估.利用风机原有的高可靠采集信号作为输入,搭建风电机组回归模型,建立系统权重矩阵,并进行线性插值使模型适应整个发电工况,完成了风电机组载荷实时预估.载荷预估值可替代目前的应变片载荷测试系统.载荷预估经评估计算精确度在 ９６.００％ 以上.预估载荷在风机塔架推力消减实时控制系统中的应用表明,减载效果显著.     

风力发电机组的载荷特征及计算

载荷计算是风力发电机组设计中必不可少的一项基础性工作.对风力发电机组的载荷特征进行了分析,对风力发电机组载荷计算的作用和相关标准进行了介绍,对作用在风力发电机组上载荷的种类和计算工况分类进行了总结,并对载荷计算方法和常用软件进行了简要概速.