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风机塔筒预应力自振频率的计算方法

1175   编辑:中冶有色网   来源:中国船舶重工集团海装风电股份有限公司  
2024-05-21 17:17:18
权利要求书: 1.一种风机塔筒预应力自振频率的计算方法,其特征在于,包括:S1:将实际塔筒空间结构简化为垂直于地面的塔筒平面结构,以塔筒底面中心点为原点、主风向为x轴以及竖直方向为z轴,构建单自由度体系力学模型;S2:设定所述塔筒平面结构的弯曲刚度EI(z)及质量密度m(z),其中,所述弯曲刚度EI(z)及质量密度m(z)均沿竖直方向呈线性变化;S3:将塔筒顶部的发动机及轮毂简化为集中质量M,其对塔筒的预应力为集中质量自重产生的竖直方向压力N=Mg;S4:根据Rayleigh能量法,求出风力机塔筒结构一阶预应力固有频率值。2.根据权利要求1所述的计算方法,其特征在于,所述S4之前,还包括:S41:构造风机简化模型在水平向特定荷载下的变形形状函数ψ(z):式中,z∈[0,H],H为塔筒在竖直状态下的高度。3.根据权利要求1所述的计算方法,其特征在于,所述S4之前,还包括:*S42:求出风机塔筒简化模型的广义质量m:式中,ρ为材料密度,t为筒壁的加权平均厚度,D为塔筒底部的中直径,d为塔筒顶部的中直径,m′为法兰盘和顶部机舱、发动机及螺栓质量总和,H为塔筒在竖直状态下的高度。4.根据权利要求1所述的计算方法,其特征在于,所述S4之前,还包括:S43:求出风机塔筒简化模型的广义弯曲刚度k*:式中,E为材料的弹性模量,H为塔筒在竖直状态下的高度,为塔筒截面的平均等效惯性矩;其中,塔筒截面的平均等效惯性矩式中,D为塔筒底部的中直径,d为塔筒顶部的中直径,t为筒壁的加权平均厚度。5.根据权利要求4所述的计算方法,其特征在于,所述S4之前,还包括:S44:求出风机塔筒简化模型的广义几何刚度6.根据权利要求5所述的计算方法,其特征在于,所述S4之前,还包括:S45:求出风机塔筒简化模型的联合广义刚度7.根据权利要求1-6任一项所述的计算方法,其特征在于,所述一阶预应力固有频率值f:式中,ρ为材料密度,t为筒壁的加权平均厚度,D为塔筒底部的中直径,d为塔筒顶部的中直径,m′为法兰盘和顶部机舱、发动机及螺栓质量总和,E为材料的弹性模量,H为塔筒高度,为塔筒截面的平均等效惯性矩。 说明书: 风机塔筒预应力自振频率的计算方法技术领域[0001] 本发明涉及的是风力发电机结构技术领域,具体涉及一
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