随着我国经济的快速发展,各行业对能源的需求量日益增大。随着我国的环保法规和节能减排的政策实施以及国家能源结构的调整,以风能为代表的新能源的开发和利用成为20世纪以来,我国能源结构调整的新方向。随之而来的是大规模的风力发电厂的有序建设,清洁能源逐渐成为推动我国经济健康发展的新力量。在实际工程中,风力发电机基础是承载上部发电系统的一个重要结构,要保证其安全生产,必须要保证风力发电机基础结构的安全。风力发电机是典型的高耸结构,其结构承受的外界复杂的荷载以及上部塔架及风机叶轮运行产生的振动共同影响着下部基础的稳定性。在风机长达20年的寿命期内,风机基础会经历千万次以上的振动荷载,因此根据实际的工程实例为背景,对风力发电机基础在循环荷载作用下的受力分析,并对关键节点的疲劳损伤作出评价。本文研究内容如下:1、总结动力响应分析、混凝土疲劳损伤、钢材材料的疲劳损伤理论基础和分析方法。重点介绍了疲劳损伤的相关理论,包括S-N曲线、Miner线性累计损伤等概念,同时总结了雨流计数法、模态分析等分析过程。为后续结构动力分析及疲劳损伤提供理论支撑和计算方法的基础。2、总结了风模拟的相关理论以及分析对象的风模拟方法,并加以对比研究。本文主要研究风机基础结构动力响应分析和基础结构疲劳损伤分析,因此选用基于时域分析的风模拟方法。利用数学模型的理论以及相关计算方法,基于MATLABA编写程序模拟脉动风速时程数据,并使用标准风素谱Davenport谱对模拟的风速资料加以验证。通过对比发现风速时程数据符合Davenport谱,模拟结果和理论结果吻合较好。3、通过总结风速-风压-风荷载三者关系式进而找到风力发电机不同部件计算风荷载的计算方法。在计算正常工况下的风轮受到的轴向风荷载和计算极限风荷载下的风轮荷载都有不同的经验公式和叶素理论计算方法,根据《建筑结构荷载规范》对风机塔筒的风荷载运用进行计算。通过代入风模拟中的风速时程数据,可以得到不同构件受到的动力荷载。4、通过有限元软件ABAQUS进行建模,将风荷载时程数据载入模型中进行计算。通过分析基础混凝土的疲劳损伤可以表明:风机基础最易产生疲劳损伤的部位是风机叶片方向的混凝土,并且在风速为12m/s的正常工作情况下产生的混凝土疲劳损伤是最大的。5、根据结构动力分析及疲劳热点相关点位的应力时程数据,采用S-N曲线和Miner线性累积损伤理论的疲劳计算方法,对基础易损点进行寿命周期内的疲劳损伤计算。结果表明,基础疲劳寿命最不利点为结构迎风面和背风面的材料突变或不均匀处。通过对目标点位的应力时程数据进行疲劳评价。