基于流固耦合的风力机模态分析

风力机大型化的发展趋势对风力机自身动力学特性的要求越来越高,开展风力机模态分析对于风力机的设计至关重要。文章采用k-ωSST紊流模型和滑移网格技术,对美国国家可再生能源实验室5 MW海上风力机进行了流固耦合模态分析。结果表明,旋转风轮中各叶片变形相互影响,并与轮毂的弹性变形成为一个耦合系统,其固有频率相对于单叶片有较大幅度降低;动力刚化效应使得叶片的固有模态频率增加;考虑风轮的流固耦合效应时,风轮的自振频率要比不考虑流固耦合效应时低;整机在流固耦合作用下一阶模态值大于旋转频率,大于波浪的频率,不会发生共振。

沿海地区兆瓦级风电结构地震响应分析

风力发电结构在地震情况下易发生整体倾覆、塔筒弯折等破坏。若同时考虑风荷载作用,则结构破坏风险增加。采用APDL命令流建立某沿海风电场1.5 MW级风电结构的"叶轮-塔筒-桩基"一体化有限元模型。通过单桩刚度折减,计算不同液化情况下的风电结构自振特性及结构地震响应。采用实测地震波和基于自回归法模拟获得的风速时程,计算风电结构在地震荷载单独作用以及地震荷载和风荷载共同作用两种情况下的动力响应。结果表明,随着液化程度的加深,轮毂水平位移和最不利单桩内力逐渐增大,在中等液化情况下塔筒底部应力出现最大值。考虑风荷载后,轮毂水平位移、塔底应力和最不利单桩内力均有所增加,其中背风面塔底应力和最不利单桩内力增加最为明显。

塔式起重机动态特性方法研究进展

塔式起重机作为一种间歇式工作机械,研究其动态特性方法,可以更好的对其进行动态设计,提高塔机的耐用程度,改善其工作性能。文章阐述了动载系数法、有限元法、模态分析法、动态子结构的模态综合法、建立少自由度模型法和子空间迭代法6种塔机动态特性分析的主要方法,概述了其国内外应用研究进展,分析了各种研究方法的优势及存在的问题,展望了塔式起重机动态特性的研究方向。

标志牌杆在风载作用下的有限元分析

某市政改造工程中计划在现有的公路L型标志牌杆上更换新型标志牌。据此计算分析旧L型标志牌杆是否可以在承载新型标志牌条件下继续使用,以达到降低改造成本的目的。针对改造工程中需要替换标志牌的旧L型标志牌杆,建立了包括面板、悬臂和立柱的几何模型。使用有限元方法进行分析计算了结构的模态、得到了自振频率。计算了结构在自重以及风荷载作用两种工况下的位移、应力响应,并结合规范要求,判别出标志牌杆结构整体的刚度不满足规范要求。因此旧L型标志牌杆必须被替换,同时提出了结构优化意见。

基于有限元法的塔架结构数值模拟分析

塔架结构是重要的承载部件,为避免在工作中因强度不足或共振问题而造成塔架结构损坏,运用Solidworks软件进行三维实体建模,并采用有限元分析软件对其进行静力学和模态分析。静力学分析时,对风载荷进行等价静力载荷处理,得到塔架结构的最大应力、最大变形和最大位移,其数值均符合设计要求。模态分析得到工作时的固有频率及振型,验证了结构的可靠性。

考虑山地风荷载的重庆电视塔受力分析

重庆电视塔高183.1m,建成于1970年。该结构坐落于山脊顶部,因此山地风场效应是结构分析中必须要考虑的因素。根据规范山地风计算方法,建立了有限元模型计算电视塔结构安全性,结果显示山地风荷载效应影响较大,使部分构件应力比大于1,结构必须进行加固;作为整体结构计算的补充,又进行了节点有限元模型计算,结果显示只有节点板局部较小区域应力超过材料屈服强度,在考虑屈服后应力重分布情况下可认为节点安全可靠。

高耸结构在脉动风荷载作用下的有限元分析

以一典型的高耸结构烟囱在脉动风荷载作用下引起的结构动力反应(主要针对内力及位移进行分析)与建筑荷载规范中的常规计算方法底部剪力法进行对比分析,通过对比得出底部剪力法与三维有限元分析方法的差异。