摘要：为研究近场脉冲型地震和竖向地震分量对风力发电塔结构地震响应的影响,以2MW风力发电塔结构为原型,按缩尺比为1/20进行模拟地震振动台试验。选用脉冲型地震Westmorland记录和Chi-Chi记录以及普通地震Taft记录和El-Centro记录作为输入地震动。对比分析结构的动力特性,脉冲效应对结构地震响应的影响,竖向地震分量对结构的地震响应的影响。试验结果表明:在试验过程中风力发电塔结构一直处于弹性工作状态;脉冲型近场地震动对结构的加速度响应、位移响应和应变响应具有显著的影响;竖向地震动分量对塔顶水平加速度响应和水平位移响应的影响较小,但对结构的竖向加速度和竖向位移有显著的影响。因此为提高风力发电塔结构的抗震能力,在结构设计中应更加考虑近场地震的脉冲效应和竖向地震效应的影响。

摘要：风力发电塔采用法兰和高强螺栓对其多段塔筒进行拼接,在长期动荷载作用下经常出现螺栓松动的情况,若不及时采取措施会影响风塔的整体安全。现有的螺栓松动检测主要依靠人工,其高额的成本导致检测周期一般超过6个月。这将导致大部分螺栓在松动后无法及时采取措施,从而增加结构的安全隐患。为保证维护风电场大型风电机组安全、可靠、经济和优化运行,提出了一种风电螺栓在线状态监测与故障远程诊断系统,根据推导出螺栓转动松动角度与预应力损失率的本构公式,采用基于PAC二维码辅助的计算机视觉算法对转角松动数据进行采集以实现远程监控预警。结果展示了硬件架构和软件界面,在国内东部某风场的5台风机中取得了64颗螺栓在1年内的转动松动数据,进一步为结构损伤数据驱动的研究铺平道路。

摘要：以体外预应力混凝土风力发电塔为研究对象,采用纤维梁柱单元,建立了非线性有限元分析模型.基于pushover分析结果定义了4个损伤状态限值.选取20条真实的地震动记录进行增量动力分析,分别以水平位移角和地面加速度峰值作为结构地震需求参数和地震动强度参数,基于对数正态分布假设回归分析建立了概率地震需求模型.形成了体外预应力混凝土风力发电塔的易损性曲线,并对发电塔地震易损性进行评估.结果表明:体外预应力混凝土风力发电塔可满足7度设防区抗震设防要求,而在8度罕遇地震下有一定概率发生严重或完全损伤.

摘要：近场脉冲型地震动经常含有较大的加速度峰值及显著的速度脉冲效应,且表现出更明显的不确定性,可能对长周期结构造成严重的破坏。利用近场速度脉冲模型及随机地面运动模型合成了35条基于8度多遇条件下的不同类型随机波样本,按照1/20缩尺比例设计并制作了某2 MW风电塔试验模型,以上述随机地震为试验输入,对模型进行了振动台试验,研究了随机地震作用下风电塔模型结构的响应特性,并对离散性进行了分析。结果表明:模型结构反应表现出显著的离散性,位移反应的变异性沿塔高增加,而剪力反应的变异性随塔高减小;相同幅值脉冲型地震波作用下塔顶加速度、位移及塔底剪力大于无脉冲波,且随着脉冲数量增加,结构反应也呈增大趋势;脉冲型随机波作用下结构加速度响应主要受基本振型控制。

摘要：为解决我国风资源分布和市场电力需求之间的矛盾,风场布局将由三北地区向中东部低风速区转移。构架式预应力抗疲劳钢管风力发电塔是一种新型的组合式风塔,不仅具有用钢量省、施工方便等优点,还可通过在塔柱内布置预应力钢绞线有效提高风塔疲劳寿命。过渡段作为连接上部塔筒和下部塔架的转换结构,其结构性能对整塔的正常工作极其重要。介绍了某2.5MW轮毂高度为140m的四边形格构式预应力抗疲劳风力发电塔的过渡段结构设计,基于ABAQUS软件对过渡段进行极限承载力、抗疲劳性能和稳定性能的分析。分析结果表明,极限荷载工况下过渡段基本处于弹性阶段;过渡段厚度由45。方向的疲劳荷载工况控制,最大热点应力出现在过渡段斜锥面下部对接焊缝处;过渡段的稳定安全系数在3.0以上,满足设计要求。

摘要：以第三届全国大学生结构设计竞赛为背景,介绍了浙江大学参赛作品的设计与制作过程.本届结构设计竞赛与往届相比,命题中引入了多学科交叉的元素,以设计制作木结构风力发电塔为目标,除了要求结构具有足够的承载能力和刚度外,还要求风力机具有尽可能高的发电量,模型设计与制作难度非常大.浙江大学参赛队将理论与实践紧密结合,设计并制作出与本届竞赛试验条件相适应的风力发电塔,取得了优异的成绩.本文的设计思路和模型制作方法对结构设计竞赛有一定的参考价值.

摘要：为研究近断层地震滑冲效应脉冲对大功率风力发电塔架结构的影响及应对措施,以丹麦某3MW风力发电塔为原型制作缩尺模型并设计相应滚球减振器进行模拟地震振动台试验研究,考察其非线性动力响应及振动控制装置的有效性.选取具有滑冲效应脉冲的1999年Chi-Chi地震TCU052台站记录及其过滤修正记录作为输入,对比分析不同输入下无控制装置时模型的响应并建立试验模型的有限元模型对比数值计算结果和试验结果;考察设置滚球减振器后模型在有滑冲效应脉冲记录下的响应,对比分析了在总重相等时单个滚球和多个滚球布置方案下减振器的减振效果.研究表明:近断层地震滑冲效应脉冲使得结构响应明显增大,建造在地震带上的大功率风电机组设计时宜考虑其不利影响;设置滚球减振器可有效减小塔架结构响应均方差30%～40%,且多个滚球布置方案优于单个滚球.

摘要：由中船重工国际工程有限公司设计的48兆瓦特大型磁悬浮式垂直轴风力发电塔项目正式开工。该项目是国家发改委、国家能源局、山东省发改委立项核准的重大能源建设项目，是目前全球单体最高、发电量最大的风力发电塔项目。

摘要：预应力锚栓式风力发电塔基础的灌浆层经常出现开裂掉角现象,断面整齐光滑。采用FRANC-2D建立灌浆层部位的线弹性断裂力学模型,分析裂缝发展路径及断裂强度因子的变化情况。模拟结果显示:裂缝由灌浆层和钢板的交界处产生,开始沿着水平方向向外缘发展,随后沿着45°向下开展直至开裂至灌浆层边缘;I型断裂强度因子在裂缝开展过程中先减小后增大再减小,且在裂缝开展至0.2倍总长附近达到局部最小值,此点可用于评估灌浆层的断裂承载力。不同灌浆层厚度和外伸宽度的参数化分析结果显示:厚度增大后,裂缝较易开展;宽度增大后,裂缝较难开展,且宽度影响更大。基于参数化分析及量纲分析,提出灌浆层断裂承载力的计算公式和可供工程参考的设计建议,并结合工程算例的线弹性断裂力学和疲劳断裂分析,验证了公式的有效性和适用性。

摘要：风电机组大型化逐渐成为我国中东部、南部等低风速区风电塔的发展趋势。单机容量大型化带来的机头极限荷载和疲劳荷载的提升,给传统风电单管式钢塔筒支撑结构的设计、制造和运输带来了巨大挑战。为解决此问题,提出了一种构架式预应力抗疲劳钢管风电塔,在降低支撑结构用钢量、提升结构刚度避免共振的同时,通过在塔柱钢管内张拉预应力钢绞线的方式,降低塔柱焊接节点所受疲劳外荷载应力幅的平均应力,从而延长其疲劳寿命,并改善疲劳脆性破坏特性。基于上述预应力抗疲劳构架塔概念,通过整理总结相关规范和标准的规定以及文献研究结论,论证了降低平均应力对延长具有低值残余应力的焊接节点疲劳寿命的可行性,并提出了一种预应力抗疲劳设计方法。最后,以某地拟建的160 m构架式预应力抗疲劳钢管风电塔为例,展示了其预应力抗疲劳设计的全过程。结果表明,相比于单纯增大构件截面积来抵抗疲劳,预应力抗疲劳设计具有更好的经济性和安全性。