离岸风机导管架式基座的动态响应研究

Dynamic response of jacket-type offshore wind turbine foundation

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摘要为了保证风力发电机组的安全运行,针对离岸风机导管架式基座在服役过程中受到恶劣海洋环境的影响易产生损伤的问题,提出了一种通过单点响应测量以监测离岸风机导管架式基座健康状态的方法.基于线性莫里森方程和随机波浪理论,建立了随机波浪栽荷模型,并通过耿贝尔(Gumbel)概率分布来预测极值波浪载荷的波高.以5 MW离岸风力发电机基座为算例,建立了完好的和损伤的离岸风力发电机基座的有限元模型,计算了离岸风机基座在极值随机波浪载荷作用下的动态响应.通过对动态响应信号的频域分析,获得了风机基座前3阶的固有频率,对完好和损伤两种状态下的离岸风机基座的动态响应的频率变化作了对比分析,得出了损伤对动态响应的影响规律.研究结果表明,通过该方法可以对基座健康状况进行分析,为离岸风机基座健康监测提供了一种可行的参考方案.

作者蔡捷发 ^[1] 钟舜聪 ^[2] 钟剑锋 ^[1] 伏喜斌 ^[3] 学术成果认领

作者单位福州大学机械工程及自动化学院光学/太赫兹及无损检测实验室,福建福州,350108 ^[1] 福州大学机械工程及自动化学院光学/太赫兹及无损检测实验室,福建福州350108;福建省医疗器械和生物技术重点实验室,福建福州350000 ^[2] 厦门市特种设备检验检测院,福建厦门,361000 ^[3]

关键词离岸风机基座随机波浪力动态响应固有频率 offshore wind turbine foundation random wave load dynamic response natural frequency

分类号 TH122 TP113.1

栏目名称 机械、仪表技术

DOI 10.3969/j.issn.1001-4551.2017.06.004

发布时间 2017-07-05

基金项目

国家自然科学基金资助项目 教育部高等学校博士学科点科研基金 国家卫生和计划生育委员会科研基金 国家质检总局科技计划项目 福建省杰出青年基金滚动项目 福建省质检技术监督局科技计划项目 福建省高等学校学科带头人培养计划(闽教人 福建省自然科学基金项目