基于Rayleigh法的风机塔筒预应力基本频率解析计算方法

作者：雷振博; 刘纲^*; 杨微; 李杨

来源：振动与冲击, 2022, 41(10): 23-65.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2022.10.004

• 风机塔筒
• 基本频率
• Rayleigh法
• 变形形状
• 质量偏心

风机大型化发展趋势使塔筒高度更高、柔性更大，塔筒直径及壁厚随高度变化更加多样，使传统简化基频解析计算方法计算精度大幅下降，较难满足塔筒设计前期基频估算要求。引入等效壁厚、平均等效当量惯性矩考虑塔筒直径和壁厚沿高度的多种变化情况，简化塔筒刚度计算；基于Rayleigh能量法基本原理，考虑风轮和机舱质量对塔筒预压应力、质量偏心以及塔筒不同变形形式对基频计算的影响，提出了相应的塔筒基频解析计算方法。塔筒数值算例和实验室缩尺试验表明：顶部机舱、叶轮质量偏心对塔筒基频影响较大，解析计算时应考虑其影响；均布荷载变形下的塔筒基频解析值更接近真实值；所提解析法与精细化有限元模型计算值的偏差小于4%,与缩尺模型实测值的偏差小于5%。

• 单位
  重庆大学; 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司; 土木工程学院