摘要:本文介绍了结构可靠性分析 (SRA) 方法的最新进展,旨在确定每种方法的关键应用及其拟议的变体、合格特征、优点和局限性。由于现代海上导管架结构的复杂性和规模日益扩大,越来越有必要提出一种准确有效的方法来评估其材料特性、几何尺寸和操作环境中的不确定性。SRA 作为一种不确定性分析形式,已被证明是结构设计中的有用工具,因为它可以直接量化输入参数的不确定性如何影响结构性能。在此,我们特别关注概率断裂力学方法,因为它准确地解释了在此类结构的设计中占主导地位的疲劳可靠性。成熟的分析/近似方法(例如一阶和二阶可靠性方法 (FORM/SORM))被广泛使用,因为它们为实际问题提供了准确性和效率之间的良好平衡。然而,在高度非线性系统的情况下,它们并不准确。因此,人们使用共轭搜索方向法、鞍点近似、子集模拟、证据理论等方法对其进行了修改。以提高准确性。最初,直接模拟方法(例如蒙特卡洛模拟方法 (MCS))及其各种方差减少技术(例如重要性抽样 (IS)、拉丁超立方抽样 (LHS) 等)对于具有非线性极限状态的结构来说是理想的,但对于计算非常低的失效概率的问题来说,它们表现不佳。总体而言,每种方法都有其优点和局限性,其中 FORM/SORM 是最常用的,但最近,由于计算能力的不断进步,模拟方法的使用越来越多。其他相关方法包括响应面法 (RSM) 和替代模型/元模型 (SM/MM),它们是高级近似方法,非常适合具有隐式极限状态函数和高可靠性指标的结构。文献中也发现了高级近似方法和可靠性分析方法的组合,因为它们适用于复杂、高度非线性的问题。
绝热、可定制的比强度、出色的冲击能量吸收和缓冲性能,而且结构重量很轻。通过调整基础材料特性和细胞结构,可以定制这些结构的宏观(体积)行为,这使得细胞固体广泛应用于汽车、航空航天、体育、生物力学和包装行业。已确定细胞固体的密度、承载、能量吸收、声学和热特性在很大程度上取决于其细胞结构的几何形状、连通性和结构。细胞固体中特性结构性能的相互依赖性导致开发出各种类型的随机或无序(泡沫)和周期性或有序(晶格)结构,这些结构具有可定制和特定于应用的特性。然而从实际角度来看,在设计和开发多孔固体时,特别是对于结构的承载能力至关重要的用途,一个常见的缺点是在比强度和能量吸收性能之间进行权衡。 [1] 研究表明,增加多孔固体的细胞壁厚度通常会导致更高的强度和更低的能量吸收能力。相反,可以通过减少细胞壁厚度(以强度和刚度为代价)来提高比能量吸收(以重量为标准的吸收应变能量)。在解决多孔固体的强度能量吸收二分法方面已经取得了重大进展。例如,膨胀结构的开发为一种新型多孔结构打开了大门,这种结构在抗变形和压痕性能的改善、增强的承载和断裂性能以及增强的冲击能量缓解性能方面优于传统结构。 [2 – 4] 事实证明,膨胀结构前景广阔,尤其是在体育应用中,可用作具有可调性能的轻质防护垫。[5] 然而,尽管它们有可能为提高强度和缓冲性能提供途径,但仍需要克服一些困难,并呼吁在这一领域进一步发展。例如,膨胀结构(尤其是膨胀泡沫)的加工和制造并不适用于所有聚合物系统,需要精确且通常成本高昂的加工技术。[2,6]
对更高的结构和工程奇迹的需求需要具有出色强度的材料。纤维增强聚合物(FRP)材料被广泛用作外部增强剂,以增强混凝土成员的结构性能。然而,对经受扭转的加强成员的研究直到最近才引起了很大的关注。在易于地震的地区,了解扭转故障对于确保结构安全至关重要。frp(纤维增强聚合物)复合材料广泛用于加强和修复混凝土结构,因为它们的高强度重量比,耐腐蚀性,易于施用和耐用性。它们通常用作外部粘合钢筋,以提高结构构件的弯曲,剪切和轴向能力。几乎所有工程结构,包括房屋,工厂,发电厂和桥梁,在整个过程中都会经历退化或恶化。环境因素,例如钢的腐蚀,随着年龄的增长,温度变化的逐渐损失,冻融周期,重复的高强度负荷,与化学物质和盐水接触以及暴露于紫外线辐射是这些恶化的主要原因。除了这些环境因素外,任何建筑退化的重要因素是地震。需要创建有效的结构改造技术来解决此问题。因此,关注土木工程基础设施的性能至关重要。有两种解决结构改造问题的解决方案:修复/改造或拆除/重建。如果升级是一种实用的替代方案,则旧设施的总替换可能不是一个经济有效的选择,而是可能成为日益增长的财务负担。由于降解,衰老,缺乏维护,强烈的地震以及当前设计标准的变化,桥梁,建筑物和其他土木工程结构的损害造成的损害。以前,通过使用新材料卸下和更换质量或损坏的混凝土或//和钢加固,从而完成了钢筋混凝土结构(例如柱,梁和其他结构元素)的改造。然而,随着新的高级复合材料(例如纤维增强聚合物(FRP)复合材料),现在可以使用外部粘结的FRP复合材料轻松有效地加强混凝土成员
摘要:本文介绍了结构可靠性分析 (SRA) 方法的最新进展,旨在确定每种方法的关键应用及其拟议的变体、合格特征、优点和局限性。由于现代海上导管架结构的复杂性和规模日益扩大,越来越有必要提出一种准确有效的方法来评估其材料特性、几何尺寸和操作环境中的不确定性。SRA 作为一种不确定性分析形式,已被证明是结构设计中的有用工具,因为它可以直接量化输入参数的不确定性如何影响结构性能。在此,我们特别关注概率断裂力学方法,因为它准确地解释了在此类结构的设计中占主导地位的疲劳可靠性。成熟的分析/近似方法(例如一阶和二阶可靠性方法 (FORM/SORM))被广泛使用,因为它们为实际问题提供了准确性和效率之间的良好平衡。然而,在高度非线性系统的情况下,它们并不准确。因此,人们使用共轭搜索方向法、鞍点近似、子集模拟、证据理论等方法对其进行了修改。以提高准确性。最初,直接模拟方法(例如蒙特卡洛模拟方法 (MCS))及其各种方差减少技术(例如重要性抽样 (IS)、拉丁超立方抽样 (LHS) 等)对于具有非线性极限状态的结构来说是理想的,但对于计算非常低的失效概率的问题来说,它们表现不佳。总体而言,每种方法都有其优点和局限性,其中 FORM/SORM 是最常用的,但最近,由于计算能力的不断进步,模拟方法的使用越来越多。其他相关方法包括响应面法 (RSM) 和代理模型/元模型 (SM/MM),它们是高级近似方法,非常适合具有隐式极限状态函数和高可靠性指标的结构。文献中也发现了高级近似方法和可靠性分析方法的组合,因为它们适用于复杂、高度非线性的问题。
通讯作者:Salim Barbhuiya(电子邮件:s.barbhuiya@uel.ac.uk)摘要:工程化的胶结复合材料(ECC)由于其出色的机械性能和耐用性,在建筑行业中引起了极大的关注。此彻底的评论对ECC研究的进度和前景进行了细致的分析。它是通过引入背景和基本原理来调查ECC的,同时概述了审查的目标。评论提供了对ECC的概述,包括其定义,特征,历史发展,组成和组成材料。重点是检查ECC的机械性能,特别是其弯曲行为,拉伸行为,抗压强度和对环境因素的抵抗力。此外,还讨论了ECC的流变特性,包括可加工性,流动性,自我修复,缓解裂纹,粘度和触变性。评论深入研究了纤维增强对ECC的影响,包括所用的纤维类型,它们对机械和结构特性的影响以及纤维分散和方向。此外,它探讨了ECC在各个领域的各种应用,例如结构应用和可持续建筑实践。与ECC相关的挑战和局限性,例如成本和可用性,以及对未来趋势和研究方向的探索。关键字:工程化的胶结复合材料(ECC),耐用性,可行性,裂纹缓解,纤维增强1.2023; Shumuye等。引言工程胶结复合材料(ECC)由于其在建筑行业中的独特机械性能和潜在的应用而引起了相当大的研究兴趣。ECC是一种纤维增强的胶结材料,具有特殊的拉伸应变能力,裂纹控制和耐用性。ECC的发展可以追溯到1990年代Victor C. Li及其研究小组的开创性工作(Li,1998)。进行了广泛的研究,以探索ECC的各个方面,旨在提高其机械性能,优化其矩阵设计并扩大其应用程序范围。研究研究了ECC的直接拉伸性质,重点是影响其行为和应变响应的因素(Yu等,2018; Li等,2001)。已经探索了不连续的微纤维作为延性ECC的内在加固,以增强其韧性和结构性能(Zhang等,2020)。聚乙烯醇(PVA)纤维由于其有利的分散特征和应变硬化行为而成为增强的流行选择(Lee等,2009)。研究人员还研究了ECC的矩阵设计,特别着重于实现防水性能并在恶劣的环境中增强其性能(Yu等,2017; Zhang et al。2023)。此外,已经针对促进环保建筑实践的ECC及其在基础设施中的可持续性及其应用程序(Li,2019; Zhu等人。2021; Mishra等。2023)。使用
能够对系统的结构性能和可靠性进行评估。与叶片振动监测相关的主要技术挑战之一源于复杂的动力学和内在的不确定性,这使得基于模拟的方法难以实现。因此,振动特性的数值研究应基于可靠且有效的气动弹性模型,该模型应能够将结构和气动部分耦合在一起。前者通常用等效梁单元建模,而 WT 的典型气动建模方法包括叶片单元动量 (BEM) 理论、执行器线模型、升力板和涡流模型以及计算流体动力学 (CFD) 方法。执行器线 6 以及升力板和涡流模型 7 旨在提供改进的尾流建模;然而,它们都各有弱点,前者由于需要求解 Navier-Stokes 方程而计算量大,而后者由于方法的内在奇异性而存在发散问题。8 另一方面,CFD 分析受到了广泛关注,尽管目前显示它对于大攻角不可靠。9 此外,它们的适用性仍然受到计算需求增加的限制。10 因此,BEM 理论已成为预测 WT 叶片上气动载荷的标准工业实践,这归功于它能够使用翼型气动数据提供准确且计算效率高的结果。除了上述成熟的气动模型外,还提出了各种替代方法。Zhang 和 Huang 10 对此进行了广泛的综述研究,重点关注不稳定性问题、复杂的流入效应、结构非线性以及 CFD 和气动水弹性分析。仅就气动部分而言,Lee 等人提出了使用改进的条带理论进行气动弹性分析。11 同时还提出了一种基于谐波平衡法的气动弹性方案,12 显著缩短了计算时间,并且比标准 BEM 方法更为稳健。通过使用三维模型进行数值研究,进一步研究了冰积对叶片气动行为的影响。 13最后,Peeters 等人。39 最后,一类更复杂的方法涉及基于 CFD 的分析,9,14 事实证明,这些方法与标准工业工具(例如疲劳、空气动力学、结构和湍流 (FAST))具有合理的一致性。关于结构模型,还提出了超出标准方法(包括等效梁的构造)15 的方法,包括薄壁梁模型 16 ,它可以适应大型叶片中遇到的大多数特征,例如任意层压板铺层和剪切变形,以及考虑动态载荷引起的渐进损坏的模型,17 等等。18 对叶片的壳和固体有限元 (FE) 模型之间的静态行为进行了有趣的比较研究。工业应用中的大部分标准实践都包含在大量可用的气动弹性软件中,例如水平轴风力涡轮机分析和模拟程序 (PHATAS)、19 GH-Bladed、20 ASHES、21 和 FAST。22 大多数商用模拟器都基于线性弹性模型,这些模型无法考虑大位移对响应本身或风荷载的影响。虽然这些影响对于小型叶片可以忽略不计,但对于大型柔性叶片则并非如此,23 它们通常会经历显著的几何非线性。此外,随着当今风力涡轮机尺寸的增加,叶片也变得更加灵活,由于几何非线性而产生的耦合效应变得越来越重要。24,25 在用于气动弹性建模的各种内部代码 26 和软件中,水平轴风力涡轮机模拟代码第二代 (HAWC2) 27 提供了为数不多的非线性商业模拟器之一,它由丹麦技术大学 (DTU) 开发,将 BEM 理论与多体公式相结合以模拟几何效应。解决 WT 叶片大位移问题的另一种方法是几何精确梁理论 (GEBT),28,29 本质上提供了变形梁几何的精确表示,这对于较大的 WT 来说越来越重要。然而,与典型的基于位移的 GEBT 公式的解决方案相关的缺点之一是计算成本增加。通过实施混合形式公式 30 可以解决这个问题,该公式已广泛应用于飞机机翼应用。该方法被证明具有显著的计算效率,从而能够与结构监测数据相结合以供实时应用。31 该公式最近才得以实施和验证 32,随后进一步与 BEM 理论融合,开发出一种用于 WT 叶片的非线性气动弹性模型。一类替代方法可以减轻计算成本的增加,即使用降阶模型 33,34,这可能很好地基于非线性法向模式 (NNM) 的使用。35 一些最近的研究集中在叶片响应的耦合行为上,36-38 后者处理三维叶片模型的几何效应,使用子结构方法考虑这些效应,并通过模态导数增强。
苏迪普托;巴斯,拉维·N;戈萨尔,苏吉特; Padmanabham,G 智能制造杂志,2018,29,175-190 54. Sahoo, Santosh Kumar;比绍伊,比布杜塔;莫汉蒂,乌彭德拉·库马尔; Sahoo,Sushant Kumar;萨胡,贾姆贝斯瓦尔;沐浴,拉维·纳图拉姆 (Ravi Nathuram);激光束焊接对工业纯钛微观结构和力学性能的影响印度金属研究所学报 70 1817-1825 2017 55. S. Pradheebha、R. Unnikannan、Ravi N. Bathe、K. Chandra Devi、G. Padmanabham 和 R. Subasri;纹理对溶胶-凝胶纳米复合涂层表面润湿性的影响国家技术杂志 13 3 19-23 2017 56. Narsimhachary,D;巴斯,RN; Dutta Majumdar,J;帕德马纳巴姆,G;巴苏,A; 6061-T6铝合金双道激光焊缝组织与力学性能。工程中的激光 (Old City Publishing) 33 2016 57. Rikka, Vallabha Rao; Sahu,Sumit Ranjan;塔德帕利,拉贾帕;巴斯,拉维;莫汉,泰雅加拉詹;普拉卡什,拉朱;帕德玛纳布姆,加德;戈帕兰,拉加万;用于锂离子电池外壳的脉冲激光焊接不锈钢和铝合金的微观结构和力学性能 J Mater Sci Eng B 6 9–10 218-225 2016 58. Moharana, Bikash Ranjan; Sahu,Sushanta Kumar; Sahoo,Susanta Kumar;巴斯,拉维;通过 CO2 激光对 AISI 304 至 Cu 接头的机械和微观结构性能的实验研究工程科学与技术,国际期刊 19 2 684-690 2016 59. Bathe, Ravi;赛克里希纳,V;尼库姆布,SK; Padmanabham,GJAPA;灰铸铁的激光表面纹理化以改善摩擦学行为应用物理 A 117 117-123 2014 60. Bathe, R;帕德马纳巴姆,G;热障涂层高温合金中激光钻孔的评估材料科学与技术 30 14 1778-1782 2014 61. Bathe, Ravi;辛格,阿希什 K;帕德马纳巴姆,G;脉冲激光修整金属结合剂金刚石砂轮对切削性能的影响材料与制造工艺 29 3 386-389 2014 62. Narsimhachary,D;巴斯,拉维·N;帕德马纳巴姆,G;巴苏,A; 6061 T6铝合金激光焊接温度分布对微观组织和力学性能的影响材料与制造工艺 29 8 948-953 2014 63. Yagati, Krishna P;巴斯,拉维·N; Rajulapati,Koteswararao V; Rao,K Bhanu Sankara;帕德马纳巴姆,G;铝合金与钢的无焊剂电弧焊接钎焊材料加工技术杂志 214 12 2949-2959 2014 64. Nikumb, Suwas;巴斯,拉维;克诺夫,乔治 K;汽车、柔性电子和太阳能领域的激光微加工技术 太阳能、显示器和光电子设备的激光加工和制造 III 9180 17-26 2014 65. Padmanabham, G;克里希纳·普里亚,Y;帕尼·普拉巴卡,KV;拉维,N;洗澡,BhanuSankara Rao;P-MIG 和冷金属转移 (CMT) 工艺制成的铝钢接头界面特性和力学性能比较焊接研究趋势:第 9 届国际会议论文集 227-234 2013 66. Bathe, G. Padmanabham 和 Ravi;材料激光加工的应用 Kiran 24 2 2013 年 3 月 14 日 67. Padmanabham, G; Priya, Y Krishna; Prabhakar, KV Phani; Bathe, Ravi N;脉冲 MIG 和冷金属转移 (CMT) 工艺制成的铝钢接头界面特性和力学性能比较焊接研究趋势 2012:第 9 届国际会议论文集 227 2013 68. Chaki, Sudipto;Ghosal, Sujit; Bathe, Ravi N; 使用 GA-ANN 混合模型对脉冲 Nd:YAG 激光切割铝合金板的切口质量预测和优化国际机电一体化与制造系统杂志 5 4-Mar 263-279 2012 69. Sanikommu, Nirmala;Bathe, Ravi;Joshi, AS;激光冲击钻孔中的突破检测。工程激光(Old City Publishing)17 2007 70. Jejurikar, Suhas M;Banpurkar, AG;Limaye, AV;Patil, SI;Adhi, KP;Misra, P;Kukreja, LM;Bathe, Ravi;通过脉冲激光沉积在 Si(100)上沉积的异质外延 ZnO 薄膜的结构、形态和电学特性:空气中退火(800 C)的影响 应用物理学杂志 99 1 2006 71. Sahasrabudhe, MS; Patil, SI; Date, SK; Adhi, KP; Kulkarni, SD; Joy, PA; Bathe, RN;磁性(Fe+ 3)和非磁性(Ga+ 3)离子掺杂在 Mn 位对 La0. 7Ca0. 3MnO3 传输和磁性的影响 固态通信 137 11 595-600 2006 72. Ogale, SB; Bathe, RN; Choudhary, RJ; Kale, SN; Ogale, Abhijit S; Banpurkar, AG; Limaye, AV;边界效应对薄沉降颗粒堆稳定性的影响 Physica A: 统计力学及其应用 354 49-58 2005 73. Alves, G; Doerr, TP; Arenzon, JJ; Levin, Y; Avelar, AT; Monteiro, PB; Bai, BD; Jiang, W; Banpurkar, AG; Ogale, SB;第 354 卷作者和论文索引 psychology 354 463 2005 74. Sahasrabudhe, MS; Bathe, RN; Sadakale, SN; Patil, SI; Date, SK; Ogale, SB;La0. 7Ca0. 3MnO3 中 Mn 位金属离子取代的影响:电荷、自旋、离子半径和Ravi N; 使用 GA-ANN 混合模型对脉冲 Nd:YAG 激光切割铝合金板的切口质量预测和优化国际机电一体化与制造系统杂志 5 4-Mar 263-279 2012 69. Sanikommu, Nirmala;Bathe, Ravi;Joshi, AS;激光冲击钻孔中的突破检测。工程激光(Old City Publishing)17 2007 70. Jejurikar, Suhas M;Banpurkar, AG;Limaye, AV;Patil, SI;Adhi, KP;Misra, P;Kukreja, LM;Bathe, Ravi;通过脉冲激光沉积在 Si(100)上沉积的异质外延 ZnO 薄膜的结构、形态和电学特性:空气中退火(800 C)的影响 应用物理学杂志 99 1 2006 71. Sahasrabudhe, MS; Patil, SI; Date, SK; Adhi, KP; Kulkarni, SD; Joy, PA; Bathe, RN;磁性(Fe+ 3)和非磁性(Ga+ 3)离子掺杂在 Mn 位对 La0. 7Ca0. 3MnO3 传输和磁性的影响 固态通信 137 11 595-600 2006 72. Ogale, SB; Bathe, RN; Choudhary, RJ; Kale, SN; Ogale, Abhijit S; Banpurkar, AG; Limaye, AV;边界效应对薄沉降颗粒堆稳定性的影响 Physica A: 统计力学及其应用 354 49-58 2005 73. Alves, G; Doerr, TP; Arenzon, JJ; Levin, Y; Avelar, AT; Monteiro, PB; Bai, BD; Jiang, W; Banpurkar, AG; Ogale, SB;第 354 卷作者和论文索引 psychology 354 463 2005 74. Sahasrabudhe, MS; Bathe, RN; Sadakale, SN; Patil, SI; Date, SK; Ogale, SB;La0. 7Ca0. 3MnO3 中 Mn 位金属离子取代的影响:电荷、自旋、离子半径和Ravi N; 使用 GA-ANN 混合模型对脉冲 Nd:YAG 激光切割铝合金板的切口质量预测和优化国际机电一体化与制造系统杂志 5 4-Mar 263-279 2012 69. Sanikommu, Nirmala;Bathe, Ravi;Joshi, AS;激光冲击钻孔中的突破检测。工程激光(Old City Publishing)17 2007 70. Jejurikar, Suhas M;Banpurkar, AG;Limaye, AV;Patil, SI;Adhi, KP;Misra, P;Kukreja, LM;Bathe, Ravi;通过脉冲激光沉积在 Si(100)上沉积的异质外延 ZnO 薄膜的结构、形态和电学特性:空气中退火(800 C)的影响 应用物理学杂志 99 1 2006 71. Sahasrabudhe, MS; Patil, SI; Date, SK; Adhi, KP; Kulkarni, SD; Joy, PA; Bathe, RN;磁性(Fe+ 3)和非磁性(Ga+ 3)离子掺杂在 Mn 位对 La0. 7Ca0. 3MnO3 传输和磁性的影响 固态通信 137 11 595-600 2006 72. Ogale, SB; Bathe, RN; Choudhary, RJ; Kale, SN; Ogale, Abhijit S; Banpurkar, AG; Limaye, AV;边界效应对薄沉降颗粒堆稳定性的影响 Physica A: 统计力学及其应用 354 49-58 2005 73. Alves, G; Doerr, TP; Arenzon, JJ; Levin, Y; Avelar, AT; Monteiro, PB; Bai, BD; Jiang, W; Banpurkar, AG; Ogale, SB;第 354 卷作者和论文索引 psychology 354 463 2005 74. Sahasrabudhe, MS; Bathe, RN; Sadakale, SN; Patil, SI; Date, SK; Ogale, SB;La0. 7Ca0. 3MnO3 中 Mn 位金属离子取代的影响:电荷、自旋、离子半径和SB;第 354 卷作者和论文索引 心理学 354 463 2005 74. Sahasrabudhe,MS;Bathe,RN;Sadakale,SN;Patil,SI;Date,SK;Ogale,SB;La0.7Ca0.3MnO3 中 Mn 位金属离子取代的影响:电荷、自旋、离子半径和SB;第 354 卷作者和论文索引 心理学 354 463 2005 74. Sahasrabudhe,MS;Bathe,RN;Sadakale,SN;Patil,SI;Date,SK;Ogale,SB;La0.7Ca0.3MnO3 中 Mn 位金属离子取代的影响:电荷、自旋、离子半径和
能够对系统的结构性能和可靠性进行评估。与叶片振动监测相关的主要技术挑战之一源于复杂的动力学和内在的不确定性,这使得基于模拟的方法难以实现。因此,振动特性的数值研究应基于可靠、有效的气动弹性模型,该模型应能够将结构部分和气动部分耦合。前者通常用等效梁单元建模,而 WT 的典型气动建模方法包括叶片单元动量 (BEM) 理论、执行器线模型、升力面板和涡流模型以及计算流体动力学 (CFD) 方法。执行器线 6 以及升力面板和涡流模型 7 旨在提供改进的尾流建模;然而,两者都各有弱点,前者需要求解 Navier-Stokes 方程,计算量大;后者由于方法的内在奇异性而存在发散问题。8 另一方面,CFD 分析正受到广泛关注,尽管目前已发现其对于大攻角不可靠。9 此外,由于计算需求的增加,它们的适用性仍然受到限制。10 因此,BEM 理论已成为预测 WT 叶片上气动载荷的标准工业实践,这归功于它能够使用翼型气动数据提供准确且计算效率高的结果。除了上述成熟的气动模型外,还提出了各种替代方法。 Zhang 和 Huang 10 对此进行了广泛的综述研究,重点关注了不稳定性问题、复杂流入效应、结构非线性以及 CFD 和气动水弹性分析。仅就气动部分而言,Lee 等人 11 提出了使用改进的条带理论进行气动弹性分析,同时还提出了一种基于谐波平衡法的气动弹性方案,12 大大减少了计算时间,并且证明比标准 BEM 方法更为稳健。13 通过使用三维模型进行数值研究,进一步研究了结冰对叶片气动行为的影响。一类更复杂的方法是基于 CFD 的分析,9,14 事实证明,这种方法与标准工业工具(如疲劳、空气动力学、结构和湍流 (FAST))具有合理的一致性。对于结构模型,除了标准方法(包括等效梁的构造)之外,还提出了其他方法,15包括可以适应大型叶片中遇到的大多数特征的薄壁梁模型 16,例如任意层压板铺层和剪切变形,以及考虑动态载荷引起的渐进损坏的模型,17 等等。最后,Peeters 等人 18 对叶片的壳和固体有限元 (FE) 模型之间的静态行为进行了有趣的比较研究。工业应用中的大部分标准实践都包含在许多可用的气动弹性软件中,例如水平轴风力涡轮机分析和模拟程序 (PHATAS)、19 GH-Bladed、20 ASHES、21 和 FAST。22 大多数商用模拟器都基于线性弹性模型,这些模型无法考虑大位移对响应本身和风荷载的影响。虽然这些影响对于小型叶片来说可以忽略不计,但对于大型柔性叶片来说并非如此,23 它们通常会经历显著的几何非线性。此外,随着当今风力涡轮机尺寸的增加,叶片也变得更加灵活,由几何非线性引起的耦合效应变得越来越重要。24,25 在各种内部代码 26 和气动弹性建模软件中,水平轴风力涡轮机模拟代码第二代 (HAWC2) 27 提供了为数不多的非线性商用模拟器之一,它由丹麦技术大学 (DTU) 开发,将 BEM 理论与多体公式相结合以模拟几何效应。解决风力涡轮机叶片大位移问题的另一种方法是几何精确梁理论 (GEBT),28,29 它本质上提供了变形梁几何的精确表示,这对于大型风力涡轮机来说越来越重要。然而,与典型的基于位移的 GEBT 公式解决方案相关的缺点之一是计算成本增加。通过实施混合形式公式 30 可以解决这个问题,该公式已广泛应用于飞机机翼应用。31 该公式最近才实施和验证 32,随后进一步与 BEM 理论融合,开发了 WT 叶片的非线性气动弹性模型。一类缓解计算成本增加的替代方法是使用降阶模型 33,34,这可能很好地基于非线性法向模式 (NNM) 的使用。35 一些最近的研究集中在叶片响应的耦合行为上,36-38 后者处理三维叶片模型的几何效应,使用子结构方法考虑这些效应,并通过模态导数增强。该方法被证明具有显著的计算效率,从而能够与结构监测数据耦合以供实时应用。 39 最后,如任意层压板铺层和剪切变形,以及考虑动态载荷引起的渐进损伤的模型,17 等等。最后,Peeters 等人 18 对叶片的壳和固体有限元 (FE) 模型的静态行为进行了有趣的比较研究。工业应用中的大部分标准实践都包含在许多可用的气动弹性软件中,例如水平轴风力涡轮机分析和模拟程序 (PHATAS)、19 GH-Bladed、20 ASHES、21 和 FAST。22 大多数商用模拟器都基于线性弹性模型,这些模型不能考虑大位移对响应本身或风荷载的影响。虽然这些影响对于小型叶片可以忽略不计,但对于大型和柔性叶片而言并非如此,23 它们通常会出现显着的几何非线性。此外,随着当今风力涡轮机尺寸的增大,叶片也变得更加灵活,几何非线性引起的耦合效应也变得越来越重要。24,25 在用于气动弹性建模的各种内部代码 26 和软件中,水平轴风力涡轮机模拟代码第二代 (HAWC2) 27 提供了为数不多的非线性商用模拟器之一,它由丹麦技术大学 (DTU) 开发,将 BEM 理论与多体公式相结合以模拟几何效应。解决风力涡轮机叶片大位移问题的另一种方法是几何精确梁理论 (GEBT),28,29 它本质上提供了变形梁几何的精确表示,这对于较大的风力涡轮机来说越来越重要。然而,与典型的基于位移的 GEBT 公式的解决方案相关的缺点之一是计算成本增加。通过实施混合形式公式 30 可以解决这个问题,该公式已广泛用于飞机机翼应用。 31 该公式最近才得以实施和验证 32,随后进一步与 BEM 理论融合,开发出了一种用于 WT 叶片的非线性气动弹性模型。一类替代方法是使用降阶模型,33,34 这可能很好地基于非线性正态模态 (NNM) 的使用。35 一些最近的研究集中于叶片响应的耦合行为,36-38 后者处理三维叶片模型的几何效应,使用子结构方法考虑这些效应,并通过模态导数进行增强。该方法被证明具有显著的计算效率,从而能够与结构监测数据耦合以供实时应用。39 最后,如任意层压板铺层和剪切变形,以及考虑动态载荷引起的渐进损伤的模型,17 等等。最后,Peeters 等人 18 对叶片的壳和固体有限元 (FE) 模型的静态行为进行了有趣的比较研究。工业应用中的大部分标准实践都包含在许多可用的气动弹性软件中,例如水平轴风力涡轮机分析和模拟程序 (PHATAS)、19 GH-Bladed、20 ASHES、21 和 FAST。22 大多数商用模拟器都基于线性弹性模型,这些模型不能考虑大位移对响应本身或风荷载的影响。虽然这些影响对于小型叶片可以忽略不计,但对于大型和柔性叶片而言并非如此,23 它们通常会出现显着的几何非线性。此外,随着当今风力涡轮机尺寸的增大,叶片也变得更加灵活,几何非线性引起的耦合效应也变得越来越重要。24,25 在用于气动弹性建模的各种内部代码 26 和软件中,水平轴风力涡轮机模拟代码第二代 (HAWC2) 27 提供了为数不多的非线性商用模拟器之一,它由丹麦技术大学 (DTU) 开发,将 BEM 理论与多体公式相结合以模拟几何效应。解决风力涡轮机叶片大位移问题的另一种方法是几何精确梁理论 (GEBT),28,29 它本质上提供了变形梁几何的精确表示,这对于较大的风力涡轮机来说越来越重要。然而,与典型的基于位移的 GEBT 公式的解决方案相关的缺点之一是计算成本增加。通过实施混合形式公式 30 可以解决这个问题,该公式已广泛用于飞机机翼应用。 31 该公式最近才得以实施和验证 32,随后进一步与 BEM 理论融合,开发出了一种用于 WT 叶片的非线性气动弹性模型。一类替代方法是使用降阶模型,33,34 这可能很好地基于非线性正态模态 (NNM) 的使用。35 一些最近的研究集中于叶片响应的耦合行为,36-38 后者处理三维叶片模型的几何效应,使用子结构方法考虑这些效应,并通过模态导数进行增强。该方法被证明具有显著的计算效率,从而能够与结构监测数据耦合以供实时应用。39 最后,17 等等。最后,Peeters 等人 18 对叶片的壳和固体有限元 (FE) 模型的静态行为进行了有趣的比较研究。工业应用中的大部分标准实践都包含在许多可用的气动弹性软件中,例如水平轴风力涡轮机分析和模拟程序 (PHATAS)、19 GH-Bladed、20 ASHES、21 和 FAST。22 大多数商用模拟器都基于线性弹性模型,这些模型无法考虑大位移对响应本身或风荷载的影响。虽然这些影响对于小型叶片可以忽略不计,但对于大型和柔性叶片而言并非如此,23 它们通常会出现显著的几何非线性。此外,随着当今风力涡轮机尺寸的增加,叶片也变得更加灵活,由于几何非线性引起的耦合效应变得越来越重要。 24,25 在用于气动弹性建模的各种内部代码 26 和软件中,水平轴风力涡轮机模拟代码第二代(HAWC2)27 提供了为数不多的非线性商用模拟器之一,它由丹麦技术大学 (DTU) 开发,将 BEM 理论与多体公式相结合以模拟几何效应。解决风力涡轮机叶片大位移问题的另一种方法是几何精确梁理论 (GEBT) 28,29,这对于较大的风力涡轮机来说越来越重要,它本质上提供了变形梁几何的精确表示。然而,与典型的基于位移的 GEBT 公式的解决方案相关的缺点之一是计算成本增加。通过实施混合形式公式 30 可以解决这个问题,该公式已广泛应用于飞机机翼应用。 31 该公式最近才得以实施和验证 32,随后进一步与 BEM 理论融合,开发出了一种用于 WT 叶片的非线性气动弹性模型。一类替代方法是使用降阶模型,33,34 这可能很好地基于非线性正态模态 (NNM) 的使用。35 一些最近的研究集中于叶片响应的耦合行为,36-38 后者处理三维叶片模型的几何效应,使用子结构方法考虑这些效应,并通过模态导数进行增强。该方法被证明具有显著的计算效率,从而能够与结构监测数据耦合以供实时应用。39 最后,17 等等。最后,Peeters 等人 18 对叶片的壳和固体有限元 (FE) 模型的静态行为进行了有趣的比较研究。工业应用中的大部分标准实践都包含在许多可用的气动弹性软件中,例如水平轴风力涡轮机分析和模拟程序 (PHATAS)、19 GH-Bladed、20 ASHES、21 和 FAST。22 大多数商用模拟器都基于线性弹性模型,这些模型无法考虑大位移对响应本身或风荷载的影响。虽然这些影响对于小型叶片可以忽略不计,但对于大型和柔性叶片而言并非如此,23 它们通常会出现显著的几何非线性。此外,随着当今风力涡轮机尺寸的增加,叶片也变得更加灵活,由于几何非线性引起的耦合效应变得越来越重要。 24,25 在用于气动弹性建模的各种内部代码 26 和软件中,水平轴风力涡轮机模拟代码第二代(HAWC2)27 提供了为数不多的非线性商用模拟器之一,它由丹麦技术大学 (DTU) 开发,将 BEM 理论与多体公式相结合以模拟几何效应。解决风力涡轮机叶片大位移问题的另一种方法是几何精确梁理论 (GEBT) 28,29,这对于较大的风力涡轮机来说越来越重要,它本质上提供了变形梁几何的精确表示。然而,与典型的基于位移的 GEBT 公式的解决方案相关的缺点之一是计算成本增加。通过实施混合形式公式 30 可以解决这个问题,该公式已广泛应用于飞机机翼应用。 31 该公式最近才得以实施和验证 32,随后进一步与 BEM 理论融合,开发出了一种用于 WT 叶片的非线性气动弹性模型。一类替代方法是使用降阶模型,33,34 这可能很好地基于非线性正态模态 (NNM) 的使用。35 一些最近的研究集中于叶片响应的耦合行为,36-38 后者处理三维叶片模型的几何效应,使用子结构方法考虑这些效应,并通过模态导数进行增强。该方法被证明具有显著的计算效率,从而能够与结构监测数据耦合以供实时应用。39 最后,工业应用中的大部分标准实践都包含在许多可用的气动弹性软件中,例如水平轴风力涡轮机分析和模拟程序 (PHATAS)、19 GH-Bladed、20 ASHES、21 和 FAST。22 大多数商用模拟器都基于线性弹性模型,这些模型无法考虑大位移对响应本身和风荷载的影响。虽然这些影响对于小型叶片可以忽略不计,但对于大型和柔性叶片而言并非如此,23 它们通常会经历显著的几何非线性。此外,随着当今风力涡轮机尺寸的增加,叶片也变得更加灵活,由几何非线性引起的耦合效应变得越来越重要。 24,25 在用于气动弹性建模的各种内部代码 26 和软件中,水平轴风力涡轮机模拟代码第二代(HAWC2)27 提供了为数不多的非线性商用模拟器之一,它由丹麦技术大学 (DTU) 开发,将 BEM 理论与多体公式相结合以模拟几何效应。解决风力涡轮机叶片大位移问题的另一种方法是几何精确梁理论 (GEBT) 28,29,这对于较大的风力涡轮机来说越来越重要,它本质上提供了变形梁几何的精确表示。然而,与典型的基于位移的 GEBT 公式的解决方案相关的缺点之一是计算成本增加。通过实施混合形式公式 30 可以解决这个问题,该公式已广泛应用于飞机机翼应用。 31 该公式最近才得以实施和验证 32,随后进一步与 BEM 理论融合,开发出了一种用于 WT 叶片的非线性气动弹性模型。一类替代方法是使用降阶模型,33,34 这可能很好地基于非线性正态模态 (NNM) 的使用。35 一些最近的研究集中于叶片响应的耦合行为,36-38 后者处理三维叶片模型的几何效应,使用子结构方法考虑这些效应,并通过模态导数进行增强。该方法被证明具有显著的计算效率,从而能够与结构监测数据耦合以供实时应用。39 最后,工业应用中的大部分标准实践都包含在许多可用的气动弹性软件中,例如水平轴风力涡轮机分析和模拟程序 (PHATAS)、19 GH-Bladed、20 ASHES、21 和 FAST。22 大多数商用模拟器都基于线性弹性模型,这些模型无法考虑大位移对响应本身和风荷载的影响。虽然这些影响对于小型叶片可以忽略不计,但对于大型和柔性叶片而言并非如此,23 它们通常会经历显著的几何非线性。此外,随着当今风力涡轮机尺寸的增加,叶片也变得更加灵活,由几何非线性引起的耦合效应变得越来越重要。 24,25 在用于气动弹性建模的各种内部代码 26 和软件中,水平轴风力涡轮机模拟代码第二代(HAWC2)27 提供了为数不多的非线性商用模拟器之一,它由丹麦技术大学 (DTU) 开发,将 BEM 理论与多体公式相结合以模拟几何效应。解决风力涡轮机叶片大位移问题的另一种方法是几何精确梁理论 (GEBT) 28,29,这对于较大的风力涡轮机来说越来越重要,它本质上提供了变形梁几何的精确表示。然而,与典型的基于位移的 GEBT 公式的解决方案相关的缺点之一是计算成本增加。通过实施混合形式公式 30 可以解决这个问题,该公式已广泛应用于飞机机翼应用。 31 该公式最近才得以实施和验证 32,随后进一步与 BEM 理论融合,开发出了一种用于 WT 叶片的非线性气动弹性模型。一类替代方法是使用降阶模型,33,34 这可能很好地基于非线性正态模态 (NNM) 的使用。35 一些最近的研究集中于叶片响应的耦合行为,36-38 后者处理三维叶片模型的几何效应,使用子结构方法考虑这些效应,并通过模态导数进行增强。该方法被证明具有显著的计算效率,从而能够与结构监测数据耦合以供实时应用。39 最后,大型柔性叶片则不然,23 这类叶片通常存在显著的几何非线性。此外,随着当今风力涡轮机尺寸的增加,叶片也变得更加灵活,由几何非线性引起的耦合效应变得越来越重要。24,25 在各种内部代码 26 和气动弹性建模软件中,水平轴风力涡轮机模拟代码第二代 (HAWC2) 27 提供了为数不多的非线性商用模拟器之一,它由丹麦技术大学 (DTU) 开发,将 BEM 理论与多体公式相结合以模拟几何效应。解决风力涡轮机叶片大位移问题的另一种方法是几何精确梁理论 (GEBT),28,29 它本质上提供了变形梁几何的精确表示,这对于大型风力涡轮机来说越来越重要。然而,解决典型的基于位移的 GEBT 公式的缺点之一是计算成本增加。对此问题的一种补救措施是实施混合形式公式,30 已广泛应用于飞机机翼应用。31 该公式最近才实施并得到验证 32,随后进一步与 BEM 理论融合,开发出一种用于 WT 叶片的非线性气动弹性模型。一类替代方法是使用降阶模型,33,34 这可能很好地基于非线性正态模态 (NNM) 的使用。35 一些最近的研究集中于叶片响应的耦合行为,36-38 后者处理三维叶片模型的几何效应,使用子结构方法考虑这些效应,并通过模态导数增强。该方法被证明可以实现显著的计算效率,从而能够与结构监测数据耦合以供实时应用。39 最后,大型柔性叶片则不然,23 这类叶片通常存在显著的几何非线性。此外,随着当今风力涡轮机尺寸的增加,叶片也变得更加灵活,由几何非线性引起的耦合效应变得越来越重要。24,25 在各种内部代码 26 和气动弹性建模软件中,水平轴风力涡轮机模拟代码第二代 (HAWC2) 27 提供了为数不多的非线性商用模拟器之一,它由丹麦技术大学 (DTU) 开发,将 BEM 理论与多体公式相结合以模拟几何效应。解决风力涡轮机叶片大位移问题的另一种方法是几何精确梁理论 (GEBT),28,29 它本质上提供了变形梁几何的精确表示,这对于大型风力涡轮机来说越来越重要。然而,解决典型的基于位移的 GEBT 公式的缺点之一是计算成本增加。对此问题的一种补救措施是实施混合形式公式,30 已广泛应用于飞机机翼应用。31 该公式最近才实施并得到验证 32,随后进一步与 BEM 理论融合,开发出一种用于 WT 叶片的非线性气动弹性模型。一类替代方法是使用降阶模型,33,34 这可能很好地基于非线性正态模态 (NNM) 的使用。35 一些最近的研究集中于叶片响应的耦合行为,36-38 后者处理三维叶片模型的几何效应,使用子结构方法考虑这些效应,并通过模态导数增强。该方法被证明可以实现显著的计算效率,从而能够与结构监测数据耦合以供实时应用。39 最后,然而,与典型的基于位移的 GEBT 公式解决方案相关的缺点之一是计算成本增加。通过实施混合形式公式 30 可以解决这个问题,该公式已广泛应用于飞机机翼应用。31 该公式最近才实施和验证 32,随后进一步与 BEM 理论融合,开发了 WT 叶片的非线性气动弹性模型。一类缓解计算成本增加的替代方法是使用降阶模型 33,34,这可能很好地基于非线性法向模式 (NNM) 的使用。35 一些最近的研究集中在叶片响应的耦合行为上,36-38 后者处理三维叶片模型的几何效应,使用子结构方法考虑这些效应,并通过模态导数增强。该方法被证明具有显著的计算效率,从而能够与结构监测数据耦合以供实时应用。 39 最后,然而,与典型的基于位移的 GEBT 公式解决方案相关的缺点之一是计算成本增加。通过实施混合形式公式 30 可以解决这个问题,该公式已广泛应用于飞机机翼应用。31 该公式最近才实施和验证 32,随后进一步与 BEM 理论融合,开发了 WT 叶片的非线性气动弹性模型。一类缓解计算成本增加的替代方法是使用降阶模型 33,34,这可能很好地基于非线性法向模式 (NNM) 的使用。35 一些最近的研究集中在叶片响应的耦合行为上,36-38 后者处理三维叶片模型的几何效应,使用子结构方法考虑这些效应,并通过模态导数增强。该方法被证明具有显著的计算效率,从而能够与结构监测数据耦合以供实时应用。 39 最后,