基于最不利塔顶位移相图法的风电塔筒动力屈曲研究

作     者：李万润 范科友 杜永峰 LI Wanrun;FAN Keyou;DU Yongfeng

作者机构：兰州理工大学防震减灾研究所兰州730050 兰州理工大学甘肃省土木工程减震隔震国际科技合作基地兰州730050 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心兰州730050 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2023年第42卷第23期

页      面：8-20页

核心收录：

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 0708[理学-地球物理学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51908266,51568041) 甘肃省土木工程减震隔震国际科技合作基地定向开放基金(GII2018-N04) 甘肃省土木建筑学会青年科技托举人才项目 兰州理工大学红柳杰出青年基金 

主　　题：风电塔筒 动力屈曲 风-震耦合 增量动力分析(IDA) 相图法 

摘      要：风电结构作为一种高耸的薄壁结构,易发生动力屈曲破坏,而我国的风电结构大多都不可避免地建于地震易发区。以西北地区某2.5 MW风力发电机为原型,对风-震耦合作用下风电塔筒的动力屈曲行为开展研究:基于谐波叠加法、叶素动量理论及尾流模型计算运转工况下风电结构所受风荷载;建立风电结构的有限元模型,探讨输入角度对于风电塔筒在风、地震及风-震耦合作用下的动力响应的影响;结合增量动力分析,提出基于“最不利塔顶位移相图法来研究风电塔筒在风-震耦合作用下的动力屈曲行为,并探讨其主导因素。研究结果表明:风-震耦合作用会导致风电塔筒在强度方面的额外需求;在确定门洞的朝向问题上应考虑风-震耦合作用的因素;风-震耦合作用下风电塔筒呈现局部的塑性动力屈曲现象,而基于“最不利塔顶位移相图法可以很好地判别并分析风电塔筒的动力屈曲。