低风速型风电机组高柔塔筒涡激振动疲劳损伤评估

为实现低风速型风电机组高柔塔筒抗疲劳设计,以某140 m柔塔机组为研究对象,采用欧盟标准EN 1991-1-4推荐的有效相关长度法和频谱模型法,开展涡激振动疲劳损伤评估.基于有限元法建模获取结构固有模态属性;由疲劳应力-寿命(S-N)曲线、风速瑞利分布和Miner法则推导塔筒疲劳应力范围和损伤规则;对比分析柔塔与刚塔两类机型临界风速分布和焊缝疲劳损伤分布.结果表明:柔塔更易激发二阶涡激振动,二阶涡激载荷显著增大,其损伤对不同风场条件(年平均风速、风切变)极为敏感;在6.5 m/s设计风速下,45％～85％塔筒高度处疲劳损伤均超过IEC 61400-6塔架与基础设计要求20年损伤限值0.1,存在疲劳破坏风险,须考虑加阻措施或优化结构设计.