【摘 要】
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我国拥有漫长的海岸线,对于发展海上风力发电技术优势明显。但是海上风机工作环境比较特殊,风机结构要遭受各种外力的作用,并且由于海上风机位于近海位置,维修成本很高,为了能更好地保障风机的正常工作,对风机结构疲劳损伤的分析就必不可少。本文通过有限元理论计算的方法,对海上风机在受到风冰联合作用下造成的疲劳损伤进行了研究。主要研究内容如下:（1）通过对简单梁柱模型的理论分析,验证了时域内和频域内对结构疲劳损
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我国拥有漫长的海岸线,对于发展海上风力发电技术优势明显。但是海上风机工作环境比较特殊,风机结构要遭受各种外力的作用,并且由于海上风机位于近海位置,维修成本很高,为了能更好地保障风机的正常工作,对风机结构疲劳损伤的分析就必不可少。本文通过有限元理论计算的方法,对海上风机在受到风冰联合作用下造成的疲劳损伤进行了研究。主要研究内容如下:（1）通过对简单梁柱模型的理论分析,验证了时域内和频域内对结构疲劳损伤的可行性。并且对多种载荷作用时,载荷之间相关性对结构疲劳损伤的影响做出分析。（2）通过Bladed软件计算出作用在塔顶的风载荷大小,用Ice Fore软件计算出作用在结构冰面处的冰载荷大小,用于后续对风机进行疲劳损伤分析时加载的风载荷以及冰载荷。（3）以海上风机结构为研究对象,通过瞬态动力学分析风机结构在受到风载荷、冰载荷作用时的结构响应,得到风机结构热点的位移以及应力时间历程。并根据最大主应力时间历程,进行雨流循环计算风机结构在时域内的疲劳损伤。并对海上风机结构在单独受到风载荷以及冰载荷作用下的疲劳损伤进行组合计算,与风冰联合作用下的损伤结果进行对比。（4）将风载荷以及冰载荷时间历程通过傅里叶变换转化为力谱,通过谱分析得到热点在受到风载荷以及冰载荷单独作用时的热点应力功率谱密度函数,再通过谐响应分析得到风载荷以及冰载荷的传递函数,计算出需要进行疲劳校核位置的应力功率谱密度函数,进行疲劳损伤计算,并与时域内的计算结果进行对比。再计算风载荷与冰载荷不相关、相关系数为0.3、相关系数为0.7时,对风机结构进行疲劳损伤计算,分析载荷之间的相关性对结构疲劳损伤的影响。
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