水平軸風電機組鋼筋混凝土塔筒反應譜分析

　　模態分析
　　模態分析用來確定結構或構件的振動特性，即固有頻率和振型。同時，模態分析也是其他動力學分析(如反應譜分析)前期必須完成的環節。在ANSYS 中提取模態的方法有：Block Lanczos 法、Subspace 法、Reduced法、Unsymmetric法、Damped 法等。本文采用BlockLanczos 法進行模態分析，提取前10 階頻率和對應的振型。部分頻率及相應振型圖如表1 及圖2 所示。 　　由于把風電機組的機艙和葉輪看作集中質量加載在混凝土塔筒的頂端，因此本文所建立模型屬對稱型。模型在X、Y 方向質量和剛度分布相同，分別導致第1 階頻率和第2 階頻率以及第3 階頻率和第4 階頻率一樣。通過觀察動態顯示，其中第1 階振型特征和第3 階振型特征沿Y 方向彎曲振動;第2 階振型特征和第4 階振型特征沿X 方向振動;第7 階振型特征沿Z 方向軸向振動，第10 階振型特征沿X、Y 平面扭轉振動。
　　選取塔頂外徑7m、11m 壁厚200mm 的模型，對X、Y 方向的1 階和2 階模態進行無量綱化處理，橫坐標為振型位移與塔頂位移的比值，縱坐標為塔架Z 坐標與塔架高度的比值，見圖3。 　　圖1 階頻率和2 階頻率相同，由圖3 可知，風電機組混凝土塔筒的1 階、2階模態重合;且不同尺寸的混凝土塔筒1 階、2 階模態曲線走向相似。
　　經建模計算，本文所列其他尺寸混凝土塔筒振型特征與之相似，在此不一一列出。