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风能作为一种绿色可再生能源,已经得到全球各国的充分重视和开发利用。自上世纪七十年代以来,全球发生能源危机,为寻求新的可开发能源,风能进入了人们的视野。在这个环境下风力发电机得到了迅猛的发展,我国兆瓦级风力发电机单机功率已达数兆瓦。进入21世纪以来,我国的兆瓦级风力发电机正在蓬勃发展。但是,风机技术水平还与欧美发达国家存在着一定的差距,需要不断的去完善设计理论。 随着风力发电机领域技术的不断发展,风机不断大型化。作为一种高耸的建筑物,其荷载和静动力学特性都非常复杂。因此,有必要对兆瓦级风力发电机组进行动力学问题的研究,本论文基于可视化平台,建立了兆瓦级风力发电机组“塔架-基础-地基一体化耦联系”数值模型,并应用有限元数值模拟方法、静动力学理论对大型风力发电机一体化系统进行了有限元分析,主要研究内容如下: (1)研究了风致荷载的计算方法,通过采用“动量-叶素”理论的方法对风致荷载作用下的风力发电机组进行了数值仿真分析,分析得出基础的应力分布和位移,探讨了基础和塔筒的应力位移规律,为类似工程的基础设计提供理论依据。 (2)针对风力发电机组结构运行的复杂性,对风机一体化耦联结构模态分析,研究了风力发电机塔筒的频率和振型。通过对塔筒各向位移图的分析,探讨了风机耦联结构的振动特性。 (3)针对工程地质条件复杂性,对复杂地质条件下的风力发电机耦联结构进行了地震时程分析,研究不同地基参数对地震动响应的影响规律,对耦联结构的抗震性能工程评价,为类似工程的抗震工程措施提供了参考依据。