1.5 MW某型现代风机塔筒强度的有限元分析

周思雨，胡 挺，余 毫，蔡 军

（华北电力大学 核科学与工程学院，北京 102206）

0 引言

风电作为一种清洁、高效、无污染的新能源，获得了极大的关注。近年来，随着我国能源结构的逐渐调整，以风能等清洁能源为支撑的新能源体系逐渐建立[1]。塔筒是风电发电机组中一个不可或缺的部件。风机塔筒在承受自身重力，风叶、机舱等装置的重力的同时，也受到风力载荷的作用。由于受到的载荷比较复杂，并且塔筒作为薄壁圆筒构造，容易失去原本的平衡方式或几何形状，从而发生事故。近年来，国内外发生了多起风机损坏的例子，其中风机的叶片和塔筒是最容易受到破坏的部件[2]。在制造产业不断统一制造标准，提高风电结构质量的同时，对风电部件的进一步分析也至关重要。因此，对塔筒进行强度分析对风力机组安全运行有着重要意义。

目前对塔筒的研究大部分集中在基于塔筒固有频率、强度以及经济性对塔筒外形参数的优化[3-5]、数字化设计[6]、塔筒整体或分段法兰结构的应力分析和动力学分析[7-11]、塔筒振动控制方法研究[12]、以及对升降梯等部件[13]、吊装技术[14]的分析与优化，或对门框附近焊缝、螺栓等细小结构进行疲劳分析，进而检测优化[15-18]。有限元方法已经成为一种对塔筒进行强度分析的较为普遍的方式。其中，文献[7]对塔筒进行了全面的模态分析，介绍了随着塔底约束类型、塔筒质量中心位置的变化及不同质量工况下对塔筒固有频率的影响，同时得到了有无门洞对塔筒固有频率影响基本可以忽略的结论。……