抗震风力机结构设计载荷需求研究
来源：机械工程学报杂志2018年第16期北京时间：
作者：杨阳, 李春, 张万福, 袁全勇
单位：上海理工大学能源与动力工程学院 上海 200093
摘要：为研究风力机结构设计载荷需求与抗震强度之间的关系，通过Wolf方法考虑土-构耦合效应，并基于开源软件FAST建立通用的风力机地震工况动力学仿真模型。以AOC 50 kW、WindPACT 1.5 MW和NREL 5 MW三台不同功率的风力机为研究对象，计算101种不同强度地震与湍流风联合作用下，三台风力机在不同运行方式下的结构动力学响应。结果表明：地震载荷加剧了风力机塔顶振动，在加速度峰值为2.14 m/s2的地震作用下，NREL 5 MW风力机机舱加速度波动范围增大4.7倍。由此诱发紧急停机，叶片顺桨过程中使得气动阻尼急剧降低，从而导致结构载荷发生增幅振荡，说明地震发生时，紧急停机操作并不能有效降低塔顶振动。在高强度地震工况下，塔基弯矩最大响应值与设计地震加速度峰值之间为线性关系。提出了一种新的塔基结构强度设计需求预估模型，在不同强度地震范围均有较高的拟合度，可为抗震型风力机结构载荷设计提供较高的参考价值。
关键词：地震工况,风力机,结构强度,预估模型；
基金资助：国家自然科学基金（51676131，11402148）和国际（地区）合作与交流项目（5171101976）资助项目。
