【摘要】：隨著人們對(duì)環(huán)保的重視和能源需求的不斷增長(zhǎng)，海上風(fēng)能作為一種豐富的新型清潔能源得到大力發(fā)展。由于海上風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)造價(jià)昂貴，施工困難，且長(zhǎng)期工作在惡劣的海洋環(huán)境下，因此對(duì)海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的力學(xué)問(wèn)題分析研究是十分重要的。本文對(duì)一群樁式海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、疲勞壽命和耐撞性能進(jìn)行了研究，主要工作如下： 首先，采用有限元軟件ANSYS建立了風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的有限元模型，計(jì)算了極限工況下的風(fēng)機(jī)載荷和基礎(chǔ)上的波浪載荷，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算了樁腿的嵌固點(diǎn)，計(jì)算了極限工況下基礎(chǔ)的應(yīng)力和變形，按照DNV規(guī)范對(duì)基礎(chǔ)各結(jié)構(gòu)進(jìn)行了校核。 其次，采用ANSYS軟件基于疲勞載荷等效的方法對(duì)海上風(fēng)電基礎(chǔ)的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了疲勞的仿真，基于DNV規(guī)范和GL規(guī)范對(duì)風(fēng)電基礎(chǔ)的仿真結(jié)果進(jìn)行了疲勞分析與評(píng)估，同時(shí)對(duì)這兩種規(guī)范的疲勞分析方法進(jìn)行了分析與比較。 最后，通過(guò)有限元軟件ANSYS/LS-DYNA對(duì)橡膠護(hù)舷和靠船結(jié)構(gòu)組成的防撞結(jié)構(gòu)及1000DWT撞擊船建立了碰撞模型。在一定撞擊標(biāo)準(zhǔn)下，對(duì)不同潮位下的碰撞模型進(jìn)行了仿真，得到了各潮位下的應(yīng)力應(yīng)變、撞擊速度-時(shí)間曲線和撞擊力-時(shí)間曲線，對(duì)基礎(chǔ)防撞結(jié)構(gòu)的耐撞性能進(jìn)行了研究，并與規(guī)范公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較。 在國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)規(guī)范缺乏的情況下，本文較為系統(tǒng)的對(duì)海上群樁式風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進(jìn)行了研究，，所研究的成果可為海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供一定的參考。
[Abstract]:With the increasing attention to environmental protection and energy demand offshore wind energy as a rich new clean energy has been vigorously developed. Because the offshore wind power infrastructure is expensive, difficult to construct, and works in a bad marine environment for a long time, it is very important to analyze and study the mechanical problems of offshore wind power infrastructure. In this paper, the strength, fatigue life and crashworthiness of a group of pile offshore wind power infrastructure are studied. The main work is as follows: firstly, the finite element model of wind power infrastructure is established by using finite element software ANSYS. The fan load and the wave load on the foundation are calculated under the limit condition, the fixed point of the pile leg is calculated according to the empirical formula, the stress and deformation of the foundation under the limit condition are calculated, and the structure of the foundation is checked according to the DNV code. Secondly, the fatigue simulation of offshore wind power foundation concrete structure is carried out by using ANSYS software based on the method of fatigue load equivalence, and the fatigue analysis and evaluation of wind power foundation simulation results are carried out based on DNV code and GL code. At the same time, the fatigue analysis methods of these two codes are analyzed and compared. Finally, the collision model of the rubber fender and the anti-collision structure and the 1000DWT impingement ship are established by the finite element software ANSYS/LS-DYNA. Under certain impact standards, the impact models at different tidal levels are simulated, and the stress-strain, impact velocity-time curves and impact force-time curves are obtained. The crashworthiness of the foundation anti-collision structures is studied. The results are compared with those calculated by the standard formula. In the absence of domestic fan specifications, this paper systematically studies the mechanical properties of offshore pile-group wind power infrastructure, and the results can provide a certain reference for the design of offshore wind power infrastructure.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU476

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本文編號(hào)：2284510