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附件C：译文


bladed理论手册

3 结构动力学
在风力机产业的早期阶段，其设计是依据准静态空气动力学计算方法，对于结构动力学，要么完全忽略，要么采用估计的动力学放大系数。从70年代后期开始，在研究工作中开始考虑更可靠的动态分析方法，主要的方法有两个：有限元分析法和模态分析法。
标准的、商业化的有限元分析软件的传统应用是用于处理结构动力学问题，然而用于风机是不适宜的。这是因为结构中一个部件的总位移，比如叶轮，与其它部件如塔架等有关。标准的有限元分析软件只能用于分析这样的结构问题，其中的运动出现在一个中间的未位移位置的附近。正是因为这个原因，已经研制的风力机有限元模型专用于去解决这个问题。
大多用以作为设计计算基础的风力机动力学模型的形式包括一个模型表达式。这种借鉴于直升机行业的方法具有这样的主要优点，它以相对少的自由度提供了一台风力机的可靠的动力学表达方式。用来表达一台特定风力机模态的自由度数目及类型无疑将取决与该机器的构型与结构特性。
目前，主要因为涉及到有限元模型的应用将需要大量的计算机开销，在用于风力机设计分析的动力学建模范畴内该技术的状况直接地取决于有限自由度模态模型的应用。在Bladed中的风力机构动力学的表达方式是基于模态模型。
3.1模态分析
因为风力机叶片相对于塔架支撑结构的转动，描述其动力学的方程式包含了带有周期系数的项。这种周期性意味着作为一个完整机构实体的运转中的风力机的模态特性计算是不可能医用由商业版有限元软件提供的标准的本征分析法。
解决这个问题的一种办法是利用Floquet分析法来确定周期性系统的模态特性。然而，由这样的计算获得的模态是复杂的而且不能直接用于被动响应分析。
一种可选用的解决方法是基于“部件模态合成”的应用。这里风力机中转动与不转动的部件的模态特性是独立计算的。然后在被动响应分析中，用适当的公式表示风力机运动方程来耦合部件模态。Bladed中采用了这种方法。
3.1.1 叶轮模态
风机叶轮的叶片是锥状的，带扭角的，因而气振动也是相当复杂的现象。经典的表示振动的方法是通过正交法，非耦合的“正常”结构模态。每个模态用下列参数定义：