机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (15): 262-277.doi: 10.3901/JME.260827
• 特邀专栏:大模型时代的智能设计与制造 • 上一篇
苗旭辉1, 滕伟1, 魏惠春2, 彭迪康1, 马志勇1, 柳亦兵1
MIAO Xuhui1, TENG Wei1, WEI Huichun2, PENG Dikang1, MA Zhiyong1, LIU Yibing1
摘要: 水平轴风电机组塔筒振动机理建模是研究塔筒振动规律及对其进行监测诊断的基础。基于多坐标变换,考虑风载荷、重力二阶效应、涡激振动等因素,建立结构动力学与空气动力学相耦合的水平轴风电机组塔筒横向、纵向振动机理模型。以某2 MW风电机组为对象,构建风电机组塔筒动态响应集中参数模型,将仿真结果与GH Bladed软件计算结果进行对比,二者具有较高的吻合度;基于此模型建立了3.2 MW实际机组塔筒模型,通过实测振动响应数据对模型予以验证;研究了稳态工况下叶轮对塔筒风载荷的干涉作用、不同涡激振动计算方法、塔筒法兰单元结构参数修正对塔筒结构参数及振动响应的影响;同时对比分析了两种常见故障-变桨故障与叶片覆冰对塔筒动态响应的影响。结果表明叶轮对塔筒风载荷的干涉作用随塔筒高度升高而增加;在变风速工况下涡激振动动力学求解法考虑的实际工况影响因素更加全面,求解结果更加精确;塔筒法兰盘的加入会降低塔筒单元的弯曲刚度并增大其质量,相同工况下会导致塔筒振动幅值升高;叶片覆冰故障对塔筒振动响应幅值影响较大,变桨故障在增大塔筒振动幅值的同时,还会大幅改变塔筒X轴方向振动趋势。
中图分类号: