随着风力发电技术日益朝着大叶片、高功率及高塔架的趋势发展,风电机组塔架结构的整体可靠性问题日益突出,风致振动对风机塔架结构可靠性的影响越来越显著。对风力发电机塔架结构在风荷载作用下的振动特性进行研究,并对其振动进行有效地控制具有十分重要的意义。形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)是一种新型的智能材料,具有形状记忆效应、超弹性效应、高阻尼和高回复力等特性。其超弹性效应使其具有良好的耗能减振能力,可以有效减小结构的动力响应,在结构振动控制领域具有广泛的应用前景。本文基于形状记忆合金(SMA)的超弹性效应,设计出一套针对风机塔架结构的耗能减振装置,以减小风机塔架结构的风致振动。本文主要研究内容和成果如下:(1)介绍了几种主要的SMA本构模型,对比分析各自的优缺点,以此为基础构建了双线性SMA滞回模型,并通过编程的方法将其嵌入到有限元分析软件ABAQUS的材料库之中,为后文实现含有SMA材料模型的有限元分析提供了保证。(2)建立风机塔架结构的动力特征方程,根据其动力特征方程,介绍利用矩阵分析法的风机塔架结构弯曲振动模态的理论求解方法,利用ABAQUS有限元软件,建立了 SMA-风机塔架结构整体分析有限元模型,对其进行振动模态分析,关注其振动特性,以及安装SMA耗能减振装置后对其振动特性的影响。为后续分析塔架结构在风荷载作用下的动力响应提供理论依据。(3)以1.5MW大型水平轴风力发电机锥筒型塔架为研究对象,按照实际尺寸建立有限元模型,以轮毂处的不同风速作为加载条件,分别对安装SMA耗能减振装置的风机塔架结构和未安装减振装置的风机塔架结构施加风荷载,并对其进行风致响应对比分析,以评估SMA耗能减振装置的减振效果。结果表明,与无控状态时相比,装有SMA耗能减振装置的塔架顶层最大位移和加速度分别减小45%和31%,减振控制效果明显。(4)制作风机塔架结构的等比例缩小模型,并针对塔架结构风致振动的特点,利用SMA耗能减振装置进行了塔架结构模型试验。分析了其在风荷载作用下的动力响应,研究了 SMA耗能减振装置的控制效果。试验结果表明,本文所提出的SMA耗能减振装置能够有效地控制结构的动力响应。