考虑竖向及脉冲效应的近断层地震动作用下风力发电结构动力响应及破坏模式分析

发布时间：2022-12-06 21:11

　　随着风力发电机装机容量的不断增加,分布范围不断扩大,不可避免使得相当一部分风力发电机建立在地震高烈度区。而本世纪以来,全球地震活动进入高发期,破坏性强震频频发生,使得处于近断层区域附近的结构破坏较为严重。因此,对处于近断层区域的风力发电结构进行动力响应及破坏模式分析具有重要意义。目前,对于近断层地震动作用下风力发电结构影响的研究处于初步分析阶段,主要针对近断层地震动的滑冲效应对风力发电结构的影响。对于地震动作用下风力发电结构的非线性分析,主要集中在对比近场、普通远场地震动作用下风力发电结构的非线性响应,以及不同特征周期的地震动下对风力发电结构的影响等。对于建立在不同场地上的风力发电结构,对其进行远场地震动及是否考虑速度脉冲的近场地震动对风力发电结构的动力响应的研究还比较少,其中近断层地震动中显著的竖向加速度对风力发电结构的影响也有待研究。有鉴于此,本文研究的主要内容有下三个方面组成。首先,依据近断层地震动丰富的速度脉冲和显著的竖向加速度分量,分析了近断层竖向地震动的频谱特性与典型远场地震动的区别,并针对风力发电结构的低阻尼特性,进行了近断层脉冲型地震动的设计速度反应谱的研究。其次,选用... 

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 近断层地震动研究现状
        1.2.2 风力发电结构动力响应研究现状
        1.2.3 风力发电结构破坏分析研究现状
    1.3 本文主要内容
    1.4 本章小结
第2章 近断层地震动及动力响应分析基本理论
    2.1 近断层地震动
        2.1.1 近断层地震动的定义
        2.1.2 近断层地震动的基本特征
        2.1.3 近断层速度脉冲的判定方法
    2.2 地震动记录选取的标准
        2.2.1 断层类型的选择
        2.2.2 场地类型的选择
        2.2.3 震级大小的选择
    2.3 有限单元法
    2.4 时程分析法
    2.5 地震易损性分析
    2.6 本章小结
第3章 风力发电结构近断层地震动设计速度反应谱
    3.1 地震动记录的选取
    3.2 近断层竖向地震动
    3.3 长周期地震动频谱特性
    3.4 近断层地震动速度反应谱
    3.5 本章小结
第4章 考虑不同场地类型的风力发电结构动力响应分析
    4.1 风力发电结构有限元模型建立
        4.1.1 风力发电结构基本参数
        4.1.2 风力发电结构有限元建模
    4.2 风力发电结构模态分析
    4.3 风力发电结构动力响应分析
        4.3.1 风力发电结构位移响应分析
        4.3.2 风力发电结构加速度响应分析
        4.3.3 风力发电结构应力响应分析
        4.3.4 风力发电结构内力响应分析
    4.4 本章小结
第5章 考虑竖向地震动作用的风力发电结构破坏分析
    5.1 风力发电结构有限元模型
        5.1.1 有限元模型建立
        5.1.2 材料非线性本构模型
        5.1.3 有限元模型验证
        5.1.4 有限元模型自接触设置
    5.2 风力发电结构的破坏分析
        5.2.1 近断层地震动下风力发电结构的破坏分析
        5.2.2 典型远场地震动下风力发电结构的破坏分析
        5.2.3 普通远场地震动下风力发电结构的破坏分析
    5.3 风力发电结构在地震作用下的易损性分析
    5.4 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
附录 B 攻读学位期间参与的科研项目



本文编号：3711638