关 新，马 骁，刘松桥

（1.沈阳工程学院 新能源学院，辽宁 沈阳 110136；2.华电铁岭风力发电有限责任公司，辽宁 铁岭 112000）

地震载荷具有强度高、周期短的特点，若在风力机整体振动控制中采取被动控制方式（如加装调谐减振阻尼器），虽然能够减少一定的损伤，但无法从根本上提高机组结构的安全性。综合分析风力机结构受地震引起的非线性振动，并预测其响应规律，以实现主动控制是提高风力机自身抗振特性的根本方法。对风力机在地震时的结构的非线性研究、瞬态动力学分析、结构残余变形分析是抗振特性研究的首选方法。

本文采用国际上广泛认可的地震动力学模型作为分析基础，模拟地震载荷。综合考虑风力机基础的土壤-结构耦合作用力，应用弹簧振子和阻尼系数模拟土地和风力机结构的相互作用，通过对地震谱预应力作用下的风力机模态分析及地震反应谱分析，采用分形理论，对风力发电机的结构振动进行综合研究。

1 运行工况（边界条件）

1.1 风载荷

基于叶素动量理论，叶片运行过程中承受的风载荷计算公式为

式中，ρ为空气密度；R为风轮半径；vW为合成风速；λs为叶片推力系数。

由于叶片及塔架属于柔性体，在分析流场中受气流作用后，叶片及塔架将产生气动弹性效应，其结果会反作用分析流场，故实际情况下风力机的叶片所受推力载荷为

式中，ct为风轮的气弹阻尼常数。

1.2 地震载荷

地震载荷模拟一般采用风力发电机基础的加速度、速度或者位移等运动学特征量来进行定义。……