海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、海上風(fēng)電具備陸上風(fēng)電無可替代的優(yōu)點(diǎn)近幾年在我國(guó)得到了大力發(fā)展。作為海上風(fēng)電關(guān)鍵支撐部件的鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)占風(fēng)電場(chǎng)總投資額的20％～30%，且在風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中需要承受多種載荷的綜合作用，因而在滿足其頻率、強(qiáng)度、疲勞壽命等設(shè)計(jì)要求的前提下，利用有限元軟件開展海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有非常重要的意義。
　　本文在國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，首先，利用有限元分析軟件ANSYS Workbench，采用非線性彈簧單元對(duì)五樁導(dǎo)管架與海床土體之

2、間的樁土作用進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了五樁導(dǎo)管架在極限載荷作用下的應(yīng)力分布情況、樁基豎向承載特性以及變形情況。然后，對(duì)整個(gè)海上風(fēng)機(jī)支撐結(jié)構(gòu)（包含塔筒及五樁導(dǎo)管架）進(jìn)行模態(tài)分析，確定支撐結(jié)構(gòu)的頻率及振型，并對(duì)整個(gè)支撐結(jié)構(gòu)的固有頻率與葉輪掃掠頻率以及波浪頻率進(jìn)行共振復(fù)核；對(duì)整個(gè)海上風(fēng)電機(jī)組支撐結(jié)構(gòu)在50年一遇極端持續(xù)陣風(fēng)作用下進(jìn)行應(yīng)力及位移的響應(yīng)分析；采用熱點(diǎn)應(yīng)力分析方法并基于疲勞載荷的時(shí)間序列文件，通過將ANSYS WORKBENCH與Ncod