基于桩筒复合基础海上风机振动特性分析

海上风机所处环境复杂,在风、波浪等随机动载作用下易发生共振破坏。为研究采用桩筒复合基础海上风机的振动特性,选择合理的基础设计参数,利用有限元软件ABAQUS进行海上风机整体建模,采用Block Lanczos方法进行模态分析,同时将所得自振频率与外荷载频率进行对比研究,并分析不同基础形式与不同基础约束条件下的风机整体振动特性。研究发现:前2阶水平弯曲频率与第3阶扭转频率为判断风机整体共振的主要频率;与单桩基础相比,桩筒复合基础能够有效增加风机抵抗水平荷载的能力,且在该设计参数条件下风机能够避免共振的发生;在基础设计时,应考虑桩土相互作用(PSI)的影响。     

基于SCADA数据的风力发电机组振动的相关性分析与研究

风力发电机组的振动信号是反映机组各旋转部件运行状态的重要参数,通过分析影响机组振动的因素,可为减少机组振动、降低故障率、状态检修等提供理论依据。通过对风电场SCADA数据进行筛选,去除无效数据,然后利用相关性分析,找到与机组振动有关的因素。分析发现,与机组振动相关程度较高的因素有风速、风轮转速、桨距角和发电机转速。应用数据的散点图进行分析,发现当机组处在不同的风速段时,影响机组振动的因素不同。     

基于自编码网络的海上风电机组典型故障诊断方法

当前海上风电机组故障诊断大多只利用SCADA系统数据或振动监测系统数据中一种数据源,诊断精度较低。为此,提出一种基于自编码网络的海上风电机组典型故障的数据融合诊断方法。首先,采用自编码网络分别对SCADA系统数据和振动监测数据的故障特征降维,并将二者融合。然后,采用两类故障特征融合的深度自编码网络故障诊断模型对典型故障进行检测及分类。最后,通过实际运行案例验证了本文提出的深度自编码网络故障诊断模型的有效性。     

水轮机转轮干湿模态振动特性分析

混流式水轮机在运行过程中引起振动的因素很多,当引起的振动频率与转轮固有振动频率相关时,转轮将产生共振对转轮造成疲劳破坏。通过ANSYS软件对HL160水轮机转轮进行干湿模态分析,得出转轮在空气和水中的自振频率和振型等振动特性,对转轮进行湿模态分析是必要的,湿模态分析能够较为真实地考察转轮在水下的实际振型。     

基于神经网络的电站风机故障诊断系统

振动现象是电站风机运行中最为明显的一种现象。因此，通过检测风机的振动从而分析其运行状况成为故障诊断的一种重要方法。介绍了基于神经网络的电站风机故障诊断系统，可以广泛应用于风机的各种故障诊断。     

基于ABAQUS对风机基础加固前后应力与损伤分析

针对风机基础加固后是否能有效降低承台应力水平,在极端荷载工况下是否出现损伤破坏等问题,以华东某49.8 MW风电场项目为例,利用ABAQUS及混凝土损伤塑性理论建立了风机基础加固前后数值模型,并对钢筋及混凝土的应力与损伤进行了计算分析。结果表明,加固前台柱部分基础环外侧混凝土的损伤较为严重,承受拉、压应力的能力较低;加固后混凝土承台最大拉、压应力显著降低,加固体与基础环上部接触的部位几乎没有产生损伤。通过加植竖向、径向等钢筋和加大台柱截面等措施可以在一定程度上增强承台整体结构承载能力,嵌固板环梁式加固法可使基础满足更高风力标准,增大整体基础支撑系统重力,提高其稳定安全性。该成果不仅对预估风机基础结构的安全性评价具有重要意义,而且对同类工程设计和施工具有一定的参考价值。     

基于跳跃性诊断的非一致性水文频率分析

气候变化及人类活动等的影响致使水文系列的一致性遭到破坏,传统频率分析方法对水文系列的一致性要求已很难满足。为此,探索非一致性水文系列的频率分析方法显得尤为重要。基于假定"发生跳跃性变异的实测系列存在着某种理想化的平稳性(一致性)状态,且这种平稳状态所具有的振动中心(即均值)是系列变异点前后两实测样本系列均值的线性组合",通过综合变异点前后两段系列,开展跳跃性变异系列的一致性修正及频率分析计算。应用该方法对黄河上游唐乃亥站1961—2007年的年径流系列进行了研究,结果表明:基于未修正系列和修正系列的水文频率计算结果存在明显差异,10 a一遇设计标准以上设计年径流量的差异幅度在6.7%以上;且随着设计标准的提高,差异表现得更为明显。     

发电机端部绕组电动力计算及振动分析

大型汽轮发电机运行时由于强大电磁力的作用,定子端部绕组的振动难以避免，由此而引发的事故时有发生，从而影响着发电机的正常运行。文中给出了端部绕组的电动力计算方法，并根据大型电机的结构特点建立了定子绕组固有振动频率和强迫振动方程。对大型发电机端部绕组电动力的计算及振动分析表明，影响定子端部绕组振动的主要因素是该段绕组所受到的电动力密度、绕组绑定的位置与牢固程度，可以通过合理分布绑定位置或增加绑定数目来改善绕组的振动问题，并通过实验数据加以证明。     

基于相关函数的泄洪闸闸墩结构振动响应多测点融合研究

以信州水利枢纽泄洪闸闸墩为工程背景,通过基于泄流激励下闸墩动力特性测试,得到多个测点的振动信号。针对单个测点信号信噪比不高、频率成分不全的缺点,基于相关函数融合算法,将多个测点的振动信号融合为一个能够准确、全面反映结构整体振动特性的振动信号,实现多测点振动信号的数据融合。通过对融合前后信号频率识别结果对比表明基于相关函数的多测点融合算法具有其可行性,能够很好地挖掘出淹没在噪声中的结构有效频率,为识别结构的模态参数提供了重要依据。     

海上固定式风机基础的波流载荷数值计算分析

该文以某3 MW海上风机基础为研究对象,数值分析海上固定式风机基础在不同波流载荷作用下的高桩承台基础的波浪方向受力、水平方向总推力以及基础表面特征点压力变化情况,同时探讨水深对高桩承台基础载荷性能的影响。本文的计算工具采用基于开源平台OpenFOAM自主开发的naoe-FOAM-SJTU求解器,数值分析的重点集中在风机基础载荷、压力分布以及基础周边的涡流场分布,计算结果与对应的试验数据进行对比,同时有相应的规范计算结果作为验证。该文主要处理关于波流夹角、入射波浪高度和水深对高桩承台基础影响的计算分析结果,以及提供高桩承台基础受力的详细数据,对海上固定式风机基础设计有实际指导意义。     

风机基础钢混组合结构细部损伤分析研究

为了提高风机基础设计的安全性和经济性,结合其基础结构承受大弯矩荷载的情况,通过分析金属环和结构截面尺寸对基础受力、损伤的影响,研究了风机重力式基础以及桩基的上部承台细部钢混结构布置,指出了风机钢混组合基础的损伤主要发生在金属环附近混凝土和受压侧基底混凝土,并提出了金属环埋置深度、基础上阶高度和金属环外围混凝土厚度等合理的细部尺寸,以保证结构受力的合理性.这对风机基础结构设计有较强的工程指导意义.     

风机基础结构设计与计算

风机基础作为风力发电机组的固定端,具有承受360°方向重复荷载和大偏心受力的特殊性,是保证风机正常发电的重要组成部分,通过工程实例,详尽阐述了风机基础结构设计以及施工中需要注意的关键性问题。通过对风机基础受力情况的全面分析和经验取值,在保证风电机组长期安全运行的前提下,达到优化设计、降低工程造价的目的。     

近海风机基础-塔架结构体系振动监测与动力响应分析

我国东部近海区域目前建设的风电场基本均采用桩基结构,桩基一塔架结构体系是典型的细长高耸结构,在复杂海洋环境载荷作用下具有明显的动力性质、随机性质和非线性性质。本文结合江苏响水近海试验风机长期的桩基础一塔架结构体系振动监测数据,分析了结构体系振动与风、浪等环境荷载的相关性,结果表明：振动加速度与风速均方差存在明显的相关关系,塔架顶部的振动加速度随均方差的增大而增加;建立模型进行了动力有限元计算分析,计算结果较好反映了响水近海试验风机不同工况的动力响应。研究成果具有一定的工程应用价值,可为海上风机基础设计提供参考。     

泰国某风电场基础裂缝成因初步分析

风机基础作为风力发电机组的固定端,其受力特征除了承受径向方向重复荷载,还受大偏心受力。通过工程实例,初步阐述了泰国某风电场风机基础因为设计不合理最终导致基础开裂的原因,并对风机基础受力情况进行初步分析,提出了初步建议处理方案,对风机基础修复提出了建议。     

闸阀失效诱发水库输水涵管振动探测与分析

为了对某水库输水涵管振动原因进行分析,首先采用振动监测仪对管道不同位置振动特性进行监测,分析管道不同位置振动变化规律,初步确定了振源位置;其次通过管道机器人对管道内部进行探测,结合已有理论基础初步分析了管道振动的内因;最后通过现场开挖,分析了管道振动的外因。结果表明：闸阀位置处质点振动峰值速度、主频、峰值加速度和峰值位移均明显大于其他测点,闸阀前后振动特性基本对称,推测闸阀为主要的振动源;闸阀处各方向质点振动峰值速度、峰值加速度和峰值位移均为垂向＞切向＞径向,推测闸阀的主要振动方向为垂向;输水涵管闸阀仅能开启至设计最大开度的1/3位置处,当闸阀在此种小开度开启时,产生的垂向流激振动是输水涵管振动的主要原因;闸阀附近土体松散,且未设置镇墩,无法较好地约束输水涵管变形,从而导致振动加剧。     

基于连通性的城镇水系规划研究

从水系连通性的内涵出发,选取河网密度、水面率、河频率、网络环通度、节点连接率和网络连通度等6项指标建立水系连通性评价指标体系,对研究区水系规划前后进行连通性评价,得出规划后水系各项指标呈不同幅度的增加,水系连通性得到明显改善。最后通过主成分分析得出决定水系连通性的第一大主成分是网络环通度、节点连接率和网络连通度,河网密度、水面率、河频率是评价水系连通性的基础。     

基于模态分析的水轮机故障诊断研究

针对某振动较剧烈的水轮机,通过数值计算模拟水轮机叶轮附近压力脉动情况,并以此为边界条件计算水轮机的振动固有模态,分析其自身结构与异常振动的关联性。研究表明,水轮机运行时,水体压力脉动频率主要集中在24.5和49 Hz附近,即其叶轮通过频率的一倍频和二倍频,尤其是在叶片角度大于0°时,而水轮机叶轮模态分析所得的前2阶固有频率也在49.0 Hz附近,压力脉动频率和水轮机叶轮固有频率具有一定的相似性,因此容易引发共振,这也是该电站水轮机在叶片角度较大时振动较激烈的主要原因。     

海上风机多桩结构运营期整体振动特性研究

以江苏实际海上风机多桩结构为研究对象,应用场区海洋水文数据以及临近海洋结构物的检测数据,分析并确定该结构运营期内可能出现的海洋环境及荷载工况,采用有限元软件SACS分阶段开展整机运营期内的自振特性分析。计算结果表明,荷载工况引起的桩基线性化刚度和腐蚀程度是影响整机自振频率的主要因素,水位、海洋生物及基础冲刷的变化对整机自振频率影响较小;与极端工况相比,多年平均工况作用下的整机结构自振频率相对较大,运营期始为最大,应作为海上风机多桩结构整机自振频率校核的对应工况。     

振动频率对堆石料压实质量监测指标的影响

振动压实过程控制是土石方工程碾压施工的发展方向。通过压实质量连续监测技术可以实时评估当前压实质量,通过振动频率优化技术可以提高压实质量和效率,但目前关于振动频率对压实质量监测指标影响的系统研究较少,这限制了两种技术的结合和发展。为研究振动频率对振动加速度频域类压实质量监测指标的影响,采用不同的振动频率进行堆石料现场碾压试验,分析振动频率大范围变化时对压实计值CMV的影响及原因。结果表明,各振动频率下的CMV与碾压遍数均具有较强的线性相关关系,其可以作为堆石料压实质量监测指标。振动频率对CMV的影响可分为三个区域,即近共振频率区域,低于共振频率区域和高于共振频率区域。共振频率区域振动轮-土相互作用力较大,振动非线性强烈,CMV最大;低于共振频率区域振动轮-土相互作用力较小,不发生跳振,CMV比共振区域的小;高于共振频率区域随着振动频率增大,振动轮-土相互作用减小,CMV减小。     

海上风电塔架-筒型基础结构流激振动响应分析

从海上风电塔架和基础结构的设计出发,首次通过简化风机叶片和轮毂,并考虑基础和地基的限制作用,建立简化风机-塔架-基础-地基整体模型,分析塔架-钢混组合结构筒型基础的振动特性,并研究该整体模型在风荷载下的流激振动响应状况。既验证了近海滩涂地区采用钢混组合结构筒型基础的可行性,又为海上风电塔架-基础结构的设计、安全鉴定提供重要的参考手段。