风能作为绿色、可再生的能源受到广泛关注。风力发电机的出现对风资源的利用发挥着巨大作用。塔架是风力发电机的支撑结构,具有柔性大、自振频率低、阻尼小等特点,承受风力发电机组的全部重量,也承受来自机舱和风轮上作用的以及其自身所受到的风荷载。由于风荷载的频繁作用,风机塔架易发生疲劳破坏。在以往风机塔架风振响应分析中,常简化叶片系统,只考虑其质量和转矩惯量对其的影响。但基于常规的方法,忽略了叶片系统在塔架振动中的作用,对风机塔架风振响应分析不够全面。本文采用理论分析与数值模拟方法对考虑叶片系统的风机塔架进行了风振疲劳时域分析,具体研究工作和相应成果如下:(1)基于风力机塔架风载基本理论,对风力机塔架所受的脉动风荷载进行编程计算,得出沿塔架高度各个点的等效风荷载时程;采用改进的叶素动量理论编制了模拟风轮气动荷载程序,为瞬态分析求解风机塔架的风振响应奠定理论。(2)以NREL 5MW风力发电机塔架为研究对象,采用有限元软件建立风力发电机塔架结构有限元模型,并对是否考虑叶片的塔架有限元结构模型进行模态分析,探讨了叶片系统对结构自振频率的影响;对考虑叶片系统的塔架结构风振响应分析,分析了叶片系统在塔架风振响应发挥的作用。(3)研究不同风速对塔架风振响应分析,了解风速大小对风机塔架影响程度;对比分析不同阻尼比下的风力机塔架结构的塔架顶部位移时程曲线,结果表明结构阻尼对塔架顺风向水平摆动位移的影响非常显著,只需微弱的阻尼就可使塔架避免大幅度来回摆动,在风力机塔架设计时需考虑结构阻尼的影响来控制结构位移响应。(4)以风力发电机切入速度到切出速度范围内风速为目标样本,模拟出对应等级的风荷载,运用威布尔分布计算得到风电塔架设计使用年限内出现的概率特性及风载作用时间;以风机塔架有限元计算结果为基础,结合相关设计规范提供的S-N曲线,基于Miner线性累计损伤准则,预测风力机塔架最不利部位在风载作用下的疲劳寿命。