结构不同尺寸参数对风电机组混凝土塔筒受力性能的影响研究

摘 要

当今社会，经济飞速发展，能源要求迅速增加，风能作为一种清洁、环保、可再生的绿色能源，成为人们关注的焦点。我国作为全球风能利用前五的国家，对风电越来越重视，其事故也逐年增长，其原因是建造环境越来越恶劣。现阶段风电塔筒结构形式多样化，其中混凝土塔筒的优点逐渐凸显，如成本较低、原运输很便捷、来源较广、耐腐蚀性好及后续维护费用不高等，越来受大众欢迎。当然风电机组运行影响因素较多，基于此本文以某风电机组钢筋混凝土塔筒为例，通过模型试验来研究风电机组混凝土塔筒的受力特性，建立其数组仿真模型，与之形成对比，来验证有限元软件分析法的可靠性。同时本文拟通过有限元方法研究在极限荷载情况下，研究不同的径高比/径厚比对风电机组塔筒受力特性的影响，为我国风电机组设计提供科学的依据。

主要研究内容包括：

（1）进行风电机组的钢筋混凝土塔筒结构模型试验，通过钢筋混凝土塔筒模型试验及混凝土塑性损伤本构，深入探讨分析风电机组塔筒受力特性，展现风机结构损伤破坏机理。

（2）基于Ansys建立数值模型及Abaqus对风力发电机组钢筋混凝土塔筒进行静力分析，研究其荷载与位移、塔筒应力应变关系等。

（3）基于尺寸参数建立数组钢筋混凝土塔筒风电机组数值模型，通过混凝土塑性本构理论对钢筋混凝土塔筒风电机组结构的损伤发展过程进行分析，得出不同的径高比/径厚比对风电机组塔筒受力特性的影响，从而揭示风机结构破坏发展的机理。

（4）基于尺寸参数下对风电机组自振特性影响研究，通过Lanczos迭代法进行风机塔筒模态分析，研究不同的径高比/径厚比对风电机组混凝土塔筒结构自振的影响。

关键词：混凝土塔筒；模型试验；尺寸参数；数值分析；自振特性

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