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风能作为一种清洁能源,日益受到人们的关注,相比于陆地风能,海上风能具有风速风向稳定、湍流强度低、地面摩阻小等特点。海上风力发电塔架结构作为海上风能开发的载体,确保该结构在不同荷载工况下安全稳定的工作是我们研究的重要内容。海上风力发电塔架具有高度高、柔度大等特点,在风、波浪及地震作用下极易发生振动及变形,造成结构疲劳、损伤甚至倒塌破坏,研究其在环境荷载下的动力响应、倒塌破坏规律,并通过减振装置对结构的振动响应进行控制,减缓结构的疲劳损伤,延长结构的使用寿命。本文依托实际工程,通过有限元软件对3.6MW海上风力发电塔架结构的动力响应及倒塌规律进行研究,并利用减振装置对该结构的振动响应进行控制,主要完成了以下几个方面的内容:(1)根据海上风力发电塔架的结构特点及所处环境特点,运用MATLAB编程实现脉动风荷载及随机波浪荷载的模拟。采用基于三角级数的谐波叠加法模拟随机风速时程,采用沿高度变化的Kaimal谱模拟脉动风速时程,并计算得到脉动风荷载时程。运用谱分析法模拟波浪荷载,基于JONSWAP谱通过Morison方程生成波浪荷载。通过对比生成荷载模拟谱及对应目标谱,验证两种荷载模拟的正确性。(2)运用ABAQUS建立3.6MW海上风力发电塔架模型,通过有限元软件对结构施加风-波荷载,对其在多个风速下结构塔筒及叶片动力响应进行分析,并对风-波浪荷载作用下结构进行易损性分析,获得海上风力发电塔架结构的临界倒塌风速及不同风速下结构的倒塌概率。(3)基于易损性原理对3.6MW海上风力发电塔架进行地震易损性分析,通过Pushover分析,确定结构的倒塌准则,选取FEMA推荐的20条远场地震波进行动力增量分析,得到20条地震动激励下不同PGA的倒塌概率,拟合结构地震作用下的易损性曲线。从地震动加速度反应谱角度出发,提出评价地震动强度的指标,判断给定地震动作用下结构是否发生破坏。(4)研究调谐质量阻尼器(Mass Tuned Damper简称“TMD”)及多重调谐质量阻尼器(Multi Mass Tuned Damper简称“MTMD”)的减振原理,通过ABAQUS有限元软件模拟减振装置,通过海上风力发电塔架结构的塔顶位移、加速度、位移包络及叶片尖端的位移幅值等指标对减振效果进行评价,通过对质量比、频率比等参数进行分析,得到结构的最优减振参数,为指导工程实践提供依据。