局部点蚀风屏障疲劳性能分析和寿命评估

摘要

【目的】揭示局部点蚀对风屏障疲劳性能的影响机理。【方法】以沿海地区风屏障为研究对象开展疲劳性能研究。基于谐波叠加法与计算流体力学（computational fluid dynamics, CFD）技术建立考虑随机脉动风时程与车致脉动风时程的风屏障疲劳性能分析模型。采用Palmgren-Miner线性累积损伤理论，利用Fe-safe软件计算风屏障的剩余疲劳寿命。通过参数分析系统研究点蚀深度、宽度、数量和间距等关键参数对风屏障疲劳性能的影响规律。【结果】风屏障疲劳寿命随蚀坑深度的增加呈显著线性下降趋势，随蚀坑宽度的增加呈上升趋势；蚀坑数量增多会导致疲劳寿命明显降低，而蚀坑间距对寿命的影响相对较小；半椭球形蚀坑的几何形态通过改变局部应力集中特征影响风屏障的疲劳性能。【结论】本研究揭示了局部点蚀与疲劳荷载耦合作用下风屏障的损伤机理，为锈蚀风屏障的疲劳寿命评估及可靠性分析提供了理论依据与数据支撑。

关键词

疲劳寿命 / 数值计算 / 风屏障 / 脉动风 / 点蚀