风能是一种清洁可再生的能源,风力发电是合理利用风能的主要途径。在当今的可再生能源中,水能源技术具有最高的成熟度和最大的使用规模,同样其发展条件也处于行业的首位,拥有巨大的价值。近年来,随着国家政策的不断完善,风电产业发展迅速,其技术更加成熟,风力发电机的额定功率,总重量,机舱高度,地基深度和叶片尺寸也在不断增加,这对于风机整体稳定性有着更为严格的要求。海上风力发电机在其20年的使用寿命中主要受到往复波浪荷载和随机风载荷的振动作用。在此基础上,它们还承受不规则的波浪载荷,风力发电机基础的失效机理更加复杂,而钢则由于损伤的积累且受到直接连续反复动态载荷和不规则波浪载荷的作用。金属材料的腐蚀和地基对海水的侵蚀,会使结构突然出现脆性断裂,而不会发出警告。尽管当结构处在疲劳荷载的作用下不同于处在暴风这种瞬时状态荷载很大的结构作用下的特征,但是由于时间的推移而日积月累的叠加作用,同样会使风机处于危险状态中。因此,本文以现有的工程实例为背景,对随机动态循环载荷进行分析,并评估基本危险节点的疲劳可靠性,主要研究内容如下:1、对海上风机结构进行简化。建立三维模型,包括塔筒、叶片,对风机进行模态分析,计算结构的自振频率,同时与风机运转状态下的频率相对比,校核二者是否有相同频率。2、通过正交展开方法将风速波动的随机过程表示为确定性时间函数与相应的不相关随机系数的有限和。上述工作量通过运用Matlab编程进行实现,生成不同时间的随机风速时程,并计算出作用在风力发电机上的风荷载时程。3、通过标准正交随机变量的随机函数表达式,实现随机海浪过程的模拟,将标准正交随机变量表达为一个基本随机变量的函数形式。同样运用Matlab编程实现上述计算工作,完成随机海浪的模拟,并计算出作用在风力发电机上的应力大小,与算出的风荷载应力时程进行合成,得到合成总应力。4、对雨流计数法进行Matlab编程,得到动力响应计算所得的应力时程的滞回应力雨流计数,更深一步地将所得计算结果进行应力修正,代入疲劳损伤线性累加理论,配合钢材金属所适用的S-N曲线,运用Matlab编程进行计算风机基础疲劳损伤。5运用概率密度演化方法,以疲劳损伤值构造虚拟时间过程,通过Matlab编程以及数值方法计算得到疲劳损伤的演化概率密度数值解,根据疲劳理论,将疲劳损伤值为1以下的概率密度进行积分得到结构的疲劳可靠度。