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近海风机支撑结构的谱疲劳分析
  • ISSN号:1671-5292
  • 期刊名称:《可再生能源》
  • 时间:0
  • 分类:TK83[动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
  • 作者机构:江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51109100,51479084)
作者: 刘畅, 李良碧
中文摘要:

以某2 MW近海风机单桩式支撑结构为研究对象,采用谱疲劳分析法进行了疲劳分析。首先通过风机正向设计专业软件S4WT对支撑结构进行风浪联合作用下的动力响应分析;其次选取塔架和基础连接处作为疲劳热点位置,在MATLAB中编程得到热点位置处的应力响应谱;然后根据应力响应谱的统计特性得到应力范围短期分布的概率密度函数,结合各短期海况出现的概率得到应力范围的长期分布;最后基于线性疲劳累积损伤理论和S-N曲线计算出结构总的疲劳损伤度和疲劳寿命。结果表明:热点处的疲劳寿命满足风机设计寿命的要求。谱疲劳分析法能够充分考虑风机载荷与波浪载荷的联合效应,对实际工程应用具有一定的指导作用。

英文摘要:

Fatigue analysis of a monopole support structure of 2 MW offshore wind turbine is demon- strated. Spectral fatigue analysis approach is adopted. The dynamic response of offshore wind turbine supporting structures due to wind and wave loads is calculated by the professional wind turbine design software S4WT. The joint of tower and foundation is chosed as fatigue hot spot location.The hot spot stress response spectrum is obtained with MATLAB. The probability density function of stress range of short-term distribution is acquired according to the statistical features of the stress response spectrum. Stress range of long-term distribution is acquired based on the short-term seastate probability.The total fatigue damage and fatigue life of structures is computed based on the linear fatigue cumulative damage theory and the S-N curve. The results show that the fatigue life of the hot spot satisfies the design fa- tigue life. This method can give full consideration of the joint effect of the wind turbine loads and wave loads, and it can provide certain guidance for practical engineering applications.

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期刊信息
  • 《可再生能源》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:辽宁省科学技术厅
  • 主办单位:辽宁省能源研究所
  • 主编:张大雷
  • 地址:辽宁省营口市西市区银泉街65号
  • 邮编:115003
  • 邮箱:kzsny2007@163.com
  • 电话:0417-2832895 2835349
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-5292
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1469/TK
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1999-2000年度辽宁省一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:10629