风力发电机叶片动态载荷分析

风机的风载荷的计算

第6章结构荷载本项目分析内容包括结构的强度和屈曲分析、单工况动力分析和动力耦合分析。

因此，结构分析荷载分为静荷载和动荷载。

静荷载包括风机运转荷载、风、浪、流和冰荷载；动荷载包括风机运转荷载、风、浪、流、冰和地震荷载。

6.1 强度与屈曲分析荷载 6.1.1 风机运行荷载风力发电机组运行时，其叶片上的风荷载和风机偏航引起的荷载通过结构和传动机构作用在塔架顶端，因此，DnV 规范规定，海上风电机组基础结构设计应考虑风电机组的荷载。

这部分荷载包括：风轮上的静风压引起的荷载、湍流和尾流引起的荷载、风力发电机偏航引起的荷载和风力发电机组的重力荷载等。

中华人民共和国机械工业部标准（JB/T10300-2001）对风力发电机组的荷载计算做出了具体的规定： 6.1.1.1 正常运行荷载1、风轮上的气动荷载 (1) 作用在风轮上的平均压力作用在风轮扫掠面积A 上的平均压力H p 由下式计算：2H FB 12r p C V ρ=（6.1.1）式中：C FB =8/9；ρ——空气密度； V r ——额定风速。

代入系数值并经量纲转换后得：2H 1800r V p =（kN/m 2）（6.1.2）式中：V r 的量纲为m/s 。

(2) 作用在塔架顶部的力为：XH H F p A = （6.1.3）(3) 湍流、风斜流和塔尾流的影响利用气动力距风轮中心的偏心距e w 来考虑湍流以及风斜流和塔尾流的影响：22w rwR e V = （6.1.4）式中：R ——风轮半径；w ——任一方向风的极端风梯度，取w =0.25m sm或风速梯度的1.5 倍（二值中取较小值）。

由于此偏心距而产生最大附加力矩为：YH H w M p Ae = （6.1.5）或ZH H w M p Ae = （6.1.6）(4) 扭矩XH M 由最大输出功率P e1 确定：e1XH P M ωη=（6.1.7）式中：ω——风轮转动角速度；η——发电机和增速器的总效率系数。

风力发电机组载荷计算

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故障工况
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风力发电机组载荷计算 • 疲劳载荷谱

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.sim a [] 2 2 2 2 w B I15 [] 0.16 0.16 0.16 0.16
wwa [] 3 3 3 3
S
由设计者规定各参数
注： Vref：轮毂处参考风速 Vave：轮毂处平均风速 I15：风速15m/s时的湍流强度 a: 斜度参数
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载荷计算使用的坐标系
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风力发电机组设计等级
（IEC614001：1999）
m 级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ r.co Vref [m/s] 50 42.5 37.5 30 ola Vave [m/s] 10 8.5 7.5 6 os A I15 [] 0.18 0.18 0.18 0.18
•风
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空叶控传电塔气片制动力架动动系系动力力统统力学学动学w力w学
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风力发电机组载荷计算
风力发电机组载荷计算标准

海上漂浮式风电机组风波载荷计算与分析

海上漂浮式风电机组风波载荷计算与分析近年来，海上漂浮式风力发电技术的发展迅速，其具有位置灵活性、资源充足等优点，快速发展成为海洋可再生能源发电的重要方式。

但是，由于海上漂浮式风力发电机组是一种特殊的结构，它面临着海上恶劣的环境条件，特别是大幅度海浪和风场变化带来的预期外力给机组带来了一定的风波载荷，不仅会给机组的安全性和可靠性带来威胁，同时也会影响机组的发电效率和运行可靠性。

因此，如何准确的计算海上漂浮式风力发电机组的风波载荷，对于保障其安全、可靠运行至关重要。

首先，为了准确计算海上漂浮式风力发电机组的风波载荷，必须理解其规律性和特点。

根据海洋力学理论，风浪载荷主要有水平力矩、水平拉力和垂直水平力三种，其中水平力矩和水平拉力载荷是海上机组移动、活动和偏斜等运动带来的，垂直水平力是机组在海浪作用下抵抗力的体现，而它们彼此相互作用、相互影响，才构成了海上漂浮式风力发电机组的风波载荷。

其次，一般采用数值模拟的方式来分析风波载荷的影响。

模拟的主要流程是：确定所需的模型参数（如：机组几何特征、海浪特征），然后采用非线性有限元方法在运动的海浪场下分析机组的力学响应，并由此获得内力应力分布，最后得到相应的风波载荷能够得到准确估算。

另外，目前有一些模型或方法被用于计算风波载荷。

采用经典风波理论剖面法时，可以根据浪高、周期、频率等参数，计算出机组上的风波载荷信息。

此外，由于大型海洋计算流体力学（CFD）的发展，也可以采用CFD模拟来估算风波载荷。

CFD模拟首先要建立风波流动场的模型，然后将机组模型放入模拟场中，最后分析机组受力情况，从而得到相应的风波载荷数据。

最后，可以采用改进型模型来估算海上漂浮式风力发电机组的风波载荷。

例如，首先计算出某一点的风浪水平力矩，然后计算该点处海浪作用下的抵抗力，从而估算出海上漂浮式风力发电机组的风波载荷。

综上所述，准确估算海上漂浮式风力发电机组的风波载荷对于保障机组的安全性和可靠运行至关重要，计算海上机组受力情况必须从理解载荷规律特点和数值模拟进行，并可以采用已有的模型或方法，也可以采用改进模型来分析和估算海上漂浮式风力发电机组的风波载荷。

大型风力机叶片在三维湍流下的载荷分析与计算

Ｔｈｒｅｅ．ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＴｕｒｂｕｌｅｎｃｅ
ＤＥＮＧＸｉｎｌｉ．ＳＵＮＷｅｎｌｅｉ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｉｎｇｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＵｒｕｍｑｉＸｉｎｇｊｉａｎｇ，８３００００，Ｃｈｉｎａ）
１．５ＭＷｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｗａｓａｎｌｙａｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＢｙａｐｐｌｙｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅｏｆＢｌａｄｅｄｏｒｆｗｉｎｄｏｗｓ，ｔｈｅｔｕｒ — ｂｌｅｕｎｔｉｎｗｄｆｉｌｅｓｗｅｒｅｌｏａｄｅｄｉｎｔｏｈｅｔｍｏｄｅｌｏｆｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｂｌａｄｅｓ，ａｎｄｕｓｉｎｇｈｅｔＩｍｐｍｖｅｄｖｏｎＫａｒｍａｎｔｕｒｂｕｌｅｎｔｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｌｏａｄｃｏｎ — ｄｉｔｉｏｎｓｏｆｂｌａｄｅｓｉｎｔｈｅｎｏｒｍａｌｗｉｎｄａｎｄｅｘｔｒｅｍｅｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅａｎｌｙａｚｅｄ，ｗｈｉｃｈｐｍ￣ｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｏｒｆｂｌａｄｅｓ ’ｓｔｕｃｒｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｅｘａｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅ；３Ｄｔｕｒｂｕｌｅｎｔ；Ｂｌａｄｅｌｏａｄ；ＢＩａｄｅｄｏｒｆＷｉｎｄｏｗｓ

风力发电机叶片等效载荷计算及载荷谱分析

风力发电机叶片等效载荷计算及载荷谱分析米良;聂国林;程珩【摘要】风力发电机叶片部位通常受到随机变幅载荷的作用,所受随机载荷的随机性和无序性给载荷数据的处理带来了很大的困难.当前的数据处理方法通常是将随机变幅载荷转化为等效恒幅载荷进行分析,但由于其未能考虑低于疲劳极限的载荷对疲劳损伤所产生的影响故而会产生较大误差.针对上述问题,提出一种基于模糊理论的等效载荷计算方法,引入恰当的隶属函数,充分考虑低于疲劳极限的载荷对疲劳损伤所造成的影响,更加符合实际情况,以期提高等效载荷的计算精度.%The blade of wind turbine is usually subjected to random variable amplitudeload,which makes it difficult to process the load data.The current data processing method usually transforms the random load into equivalent constant amplitude load to reduce the data processingcapacity.However,the current method of equivalent load calculation fails to take into account the influence on the fatigue life made by the stress amplhude below the convention fatigue limit.So there is a large error in the equivalent load calculation by the current method.In view of the problems above,It properly considers the effects on fatigue life caused by load stress amplitude below the fatigue limit and presents a method of equivalent toad calculation by introducing the appropriate membership function based on fuzzy theory,which is more close to the actual situation.Thus improves the accuracy of the equivalent load calculation.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】3页(P141-143)【关键词】模糊理论;等效载荷;隶属函数;程序载荷谱【作者】米良;聂国林;程珩【作者单位】太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室,山西太原030024;太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室,山西太原030024;太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TH16;TK83风力发电机叶片是风电机系统中的重要工作部件，承载了主要的风力载荷，最容易发生疲劳破坏。

风力机组气动特性分析与载荷计算-1

目录1前言错误!未定义书签。

2风轮气动载荷............................................... 错误!未定义书签。

2.1动量理论.................................................................................................. 错误!未定义书签。

2.1.1不考虑风轮后尾流旋转 .................................................................. 错误!未定义书签。

2.1.2考虑风轮后尾流旋转...................................................................... 错误!未定义书签。

2.2叶素理论.................................................................................................. 错误!未定义书签。

2.3动量──叶素理论.................................................................................. 错误!未定义书签。

2.4叶片梢部损失和根部损失修正 .............................................................. 错误!未定义书签。

2.5塔影效果.................................................................................................. 错误!未定义书签。

2.6偏斜气流修正.......................................................................................... 错误!未定义书签。

风电等效疲劳载荷计算

风电等效疲劳载荷计算风电是一种利用风能转换成电能的清洁能源，越来越受到人们的关注和重视。

然而，由于长期以来的运行和风力的变化，风机的叶片和其他部件会受到疲劳载荷的影响。

因此，进行风电的等效疲劳载荷计算，对于确保风机的运行安全和可靠性至关重要。

在风电行业中，等效疲劳载荷计算是评估风机叶片和其他部件的疲劳寿命的关键步骤。

通过对风机在不同风速下的工作状态进行模拟和分析，我们可以得出风机在实际工作中所受到的等效载荷。

这些载荷包括风速、风向、温度、湿度以及其他环境因素等，它们会对风机的叶片、轴承、齿轮等部件产生影响。

为了进行等效疲劳载荷计算，首先需要确定风机的设计参数和工况条件。

这些参数包括风机的额定功率、切入风速、切出风速等。

然后，通过采集和分析实际风机的运行数据，得出风机在不同风速下的工作状态和风能转换效率。

同时，还需要考虑到风机的使用年限、维护情况等因素，以确定风机的使用寿命和疲劳载荷。

在进行等效疲劳载荷计算时，需要结合风机的结构特点和材料特性，采用适当的疲劳寿命模型和计算方法。

常用的疲劳寿命模型包括Wöhler曲线和Miner准则等。

通过这些模型，可以预测风机在实际工作中的疲劳寿命，并进行疲劳载荷的评估和优化。

在进行等效疲劳载荷计算时，还需要考虑到风机的安全系数和可靠性要求。

通过合理设置安全系数，可以确保风机在设计寿命内不会发生破坏和事故。

同时，还需要进行可靠性分析，评估风机在不同工作状态下的可靠性水平，并制定相应的维护和保养计划，以确保风机的长期运行和性能稳定。

等效疲劳载荷计算是风电行业中一项重要的技术工作。

通过合理的计算和评估，可以确保风机的运行安全和可靠性，从而推动风电产业的发展并促进清洁能源的利用。

让我们共同努力，为构建美丽家园做出贡献。

风力发电机组设计载荷的分析

Ｋｅｒｓｗｎｒｉｅｌａｎｌｓｓａｉｕｏｄ，ｘｒｍｅｌａｓｙｗｏｄ：ｉｄｔｂｎ，ｄａａｙｉ，ｔｅｌａｓｅｔｕｏｆｇｅｄｏ
在风力机设计中必须确定风力机所处的环境和各种运行条件下所产生的各种载荷，目的是对风其
１风力机载荷计算方法
对于陆上风力机载荷计算，不考虑随机或周期波浪、流体动力学与波浪载荷时间序列三个海上风力
机专用选项．机载荷计算过程如图ｌ风力所示．
收稿日期：０００ — ３２１－５１
作者简介：宁李谱（９０）河南长垣人，１８－，男，助教，主要从事机械设计的教学与科研工作硕士．
ｄｉ０３６０ｉｎ１０－５６２１．．１ｏ：．９．ｓ．８７．０００１９ｓ０１０３２
风力发电机组设计载荷的分析
宁李谱，宁欣，杨辉，陈乐瑞
（河南科技学院，河南新乡４３０）５０３
摘要：结合风力发电机外部环境和国际标准，对风力发电机设计载荷的确定方法进行了研究．主要对风力发电
力机零部件进行强度分析（包括静强度分析和疲劳强度分析）动力学分析以及寿命计算，、确保风力机在其设计的寿命期内能够正常运行．该项工作是风力机设计中最基础性工作，所有的后续工作都是以载荷
计算为基础的．在计算载荷时，虑到风力机的复杂性，是风、气动力学、浪、要考它空波结构动力学、动系统、制传控系统等复杂作用的结果．机是与众不同的设备，风力叶片翼型经常运行在失速的状态下，可能产生结构很共振、载荷不规则、高周疲劳等现象，决定了载荷计算的困难程度．这就