李万润， 杨 州， 杜永峰

(1.兰州理工大学 防震减灾研究所，兰州 730050； 2.兰州理工大学 甘肃省土木工程减震隔震国际科技合作基地，兰州 730050； 3.兰州理工大学 西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心，兰州 730050)

近年来全球环境恶化问题愈来愈严重，使得人们放缓了对传统化石燃料和资源开采的脚步，继而全球各国加快了对可持续再生资源的开发利用工作。根据欧盟委员会的报告，自2004～2015年，风力发电使用率翻了四倍以上，2018年全球风能装机总量超过600 GW，其中仅中国装机容量就达到了221 GW。随着风能市场需求的增长,使得风电单机功率和风轮直径在增长,风轮直径的增长可大大提升单机功率,使得与之匹配的支撑结构塔筒的高度不断增加。华润新能源近日招标公告要求单机功率2.5 MW以上，轮毂高度不低于140 m。随着风机高度的增加，其在动力荷载下的响应面临着越来越严峻的问题。2018年3月2日，山东菏泽某风场中发生风机倒塌事故，事故调查显示，当时风力较大，风机塔筒筒身剧烈晃动，风机主机箱与叶片整体脱落，最终使一个塔筒高为137 m的风机发生倒塌，该次事故主要是由于机舱塔筒顶部振动过大造成结构破坏。如文献[1-2]中所述在外部风荷载作用下，当风速的急速变化时，会引发塔筒产生剧烈的振颤变形，从而引发塔架倒塌；此外，塔筒振动过大会加剧结构的P-△效应，使得下部法兰盘处螺栓损坏，造成底部法兰处疲劳破坏或断裂。风机在额定风速附近正常运行时(风速为10～14 m/s)风机的机舱处常发生偶然性无明显周期的振动，振动过大则会造成风机停机。……