基于Comsol Multiphysics的海上风力机塔架模态分析.pdfVIP

机械设计与制造 第 8期 204 Machinery Design Manufacture 2011年 8月 基于ComsolMultiphysics的海上风力机塔架模态分析木 孙 倩 朱龙彪 朱志松 季采云 (南通大学 机械工程学院，南通 226019) ModaIanalysisofoffshorewindturbinetowerbasedonComsoIMultiphysics SUNQian，ZHULong-biao，ZHUZhi—song，jICai-yun (CollegeofMechanicalEngineering，NantongUniversity，Nantong226019，China) 5 摘【 要】塔架是风力机的主要支撑装置，鉴于海上特殊的工作fi,境，塔架振动在所难免。以海上 i }3MW风力机塔架为对象，应用有限元分析软件ComsolMuhiphysics对其进行模态分析，除了考虑叶轮激 { ；励频率的影响外，还要研究波浪频率对塔架的影响，通过求解有限元特征方程，得到前六阶固有频率及振 2 }型，确定引起塔架与外部激励共振主要取决于塔架的低阶频率；摆振是风力机塔架的主要振动，造成塔架 { l顶端振幅较大。通过进行模态分析，为塔架设计、安全运行和结构动力学分析提供更可靠的理论依据。 2 } 关键词：塔架；ComsolMultiphysics；模态分析 《 l A【bstract】Thetoweris口lilainsupportdeviceofthewindturbine．Giventhespecialworkingenviron-i }rnentalongtheoffsho~，thevibrationofthetowerisunavoidable．Takingn3MWoffshorewindtower an{ lexample，。modalnaalysisiscarriedoutbyusingthefiniteelementSoftwofreComsolMuhiphysics．Notonylj }theinfluenceofimpeller’srotationfrequencyshouldbeconsidered，6Mfalsotheeffectofwaye’sfrequency 《 lshouldbeconsidered．Thefirstsordernaturalrfequencynadvibrationmodelaregottenthroughsolvingl }thefiniteelementchraacteristicequations． itdeterminedthathteresonanceoftowerandexternal{ lexcitationmainlydependsonthetower’5low-orderrfequency；Shimmysithemainvibrationformofthe； ；windturbinetower，whichmaycausebiggervibrationmaplitudeontopofthetowe~hprovidestheoretic6 { }ssiforthedesignnads operationofthetowernadthefurther n凹如analyssiofwindturbinetower； l￡hroughthemodalnaalysis． 1 01_1h，■，1-小t“1h～j、_01：●1+1f竺t 1r101t兰●1·1璺、坤—0—，，，“一一■1一1一1一1一1一1·一■1一●1_1—、h～●一●1一1F 一 — ． 中图分类号：TH16，TH113．1，TM315 文献标识码：A 11前日JI