风力机载荷分类及特征分析

根据风力机运行状态随时间的变化，可以将载荷状况划分为稳态载荷、循环载荷、瞬态载荷、随机载荷、共振激励载荷。在垂直轴风力机结构设计中应充分考虑以下载荷的影响，满足其相关需求。

1.稳态载荷

稳态载荷是指在相当长的一段时间内载荷不发生明显变化，包括风轮静止和旋转状态。风轮静止时，均匀风速和重力作用在叶片上会产生静态载荷。当风轮旋转时，均匀风速与叶片的作用不仅会产生电机驱动力也会使叶片或其他部件产生稳定载荷。

2.循环载荷

周期性载荷称为循环载荷，例如将风速在风力发电机风轮扫掠面内的变化而产生的叶片上周期性载荷，由此带动主轴旋转施加在轴承上的周期性载荷，循环载荷一般与疲劳寿命有关。

3.瞬态载荷(www.xing528.com)

瞬态载荷是指由于外部突发情况引起的瞬间作用，风力发电机组做出的即时响应，在响应中叶片及其他部件产生振动，但是振动不会持续太久。例如风轮刹车，叶片在惯性力作用下产生的应力变化。

4.随机载荷

由于短时间内风速波动而引起的风力发电机叶片产生随机载荷，常见的引起随机载荷的原因是空气湍流，随机载荷只能通过概率分布来进行预测。由于叶片不是完全刚性的，所以随机的风力载荷会引起叶片以某种固有频率振动。

5.共振激励载荷

风力发电机组易受到某些动态载荷激励，当这些动态载荷与叶片某一阶（甚至某几阶）固有频率一致或比较接近时，叶片结构将发生共振，这时一定的激励将会产生更大的响应，使叶片产生振动疲劳问题。