随着现代工业的飞速发展,人类对能源的需求明显增加,而地球上可利用的常规能源日益匮乏。面对日益严峻的能源问题以及化石燃料造成的污染和温室效应,人们对能源结构改变日益迫切,对新型、清洁、可再生能源的需求更加强烈。在节能减排及控制温室气体排放的国家政策支持下,风能等新能源得到了快速的发展。风力发电是目前较为成熟的可再生能源发电技术,具有很多特点,例如建设周期短、造价低、装机灵活、运行维护简单和不会产生污染等,这些特点使风能成为世界各国重点开发的新能源。风力发电技术的快速发展,风力发电机组作为高耸建筑物,在风致荷载作用下,其结构受力机理异常复杂,因此,为确保运行期风力发电机组的稳定运行,研究风力发电机组及其支撑结构的安全性就显得十分必要。为了研究风力发电机组耦联体系基础结构损伤破坏机理,以有限元软件ABAQUS为平台,建立风机耦联体系有限元模型,开发了基于损伤力学的本构模型,研究风致荷载作用下风机结构破坏机理。主要研究内容包括如下几个方面:(1)基于损伤力学理论,引入塑性损伤本构,经过验证后对风力发电机组耦联体系基础结构承载后的损伤机理及发展过程进行了研究,揭示了基础结构内部由微观损伤发展到宏观破坏的机理,(2)运用“动量-叶素”理论对风力发电机组耦联结构的风致荷载进行计算分析,研究运行期的风力发电机耦联结构承载后的受力破坏机理。(3)针对沙地、滩涂、岩石等多种地基情况,研究风力发电机组在复杂地质条件下的承载机理及损伤规律。对多参数地基工况进行敏感性分析,研究复杂地质条件对机组耦联体系基础结构受力的影响,探讨不同的地基力学特性对基础结构的应力、位移以及结构损伤的影响程度,并给出合理的建议值。(4)考虑混凝土软化特性对耦联结构承载的影响,采用不同的损伤本构对混凝土基础进行计算分析。考虑不同的混凝土损伤本构对风力发电机组基础的影响,研究基础受力情况及损伤机理和损伤本构的关系。