發(fā)布時間：2017-09-04 07:38

  本文關(guān)鍵詞：風(fēng)浪作用下海上風(fēng)機(jī)單樁基礎(chǔ)動力學(xué)與疲勞分析

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【摘要】：海上風(fēng)機(jī)在工作期間,經(jīng)常遭受風(fēng)、浪等各種動力荷載作用,對風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的動力特性與疲勞損傷特性產(chǎn)生重要的影響,所以對風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)行動力學(xué)分析與疲勞分析,可為風(fēng)機(jī)的優(yōu)化設(shè)計提供有價值的參考。本文以NREL5MW單樁式海上風(fēng)機(jī)為研究對象,分析風(fēng)、浪作用下樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的動力特性與疲勞損傷特性。主要研究內(nèi)容如下:一、計算不同工況下作用在海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪與塔架結(jié)構(gòu)上的風(fēng)載荷。利用諧波疊加法進(jìn)行脈動風(fēng)速的模擬,再進(jìn)一步計算塔架上的隨機(jī)風(fēng)荷載,并應(yīng)用葉素動量理論計算作用在風(fēng)輪上的隨機(jī)空氣動力載荷。二、計算不同工況下作用在海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上的波浪載荷。利用線性波浪疊加法與Morison公式計算得到波浪力。三、基于ABAQUS有限元分析軟件建立海上風(fēng)機(jī)單樁式支撐結(jié)構(gòu)的三維有限元模型,進(jìn)行支撐結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析,并將已經(jīng)計算出的葉輪上的風(fēng)機(jī)載荷、塔架上的風(fēng)載荷與樁基上的波浪載荷加載到有限元模型上,進(jìn)行不同工況下的瞬態(tài)動力學(xué)分析,得到風(fēng)機(jī)支撐結(jié)構(gòu)的自振特性與關(guān)鍵位置的動力響應(yīng)。四、根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)與環(huán)境,選用合適的S-N曲線,并按照雨流計數(shù)法與Miner線性疲勞損傷分析方法,對風(fēng)荷載與波浪荷載單獨(dú)作用下的樁基礎(chǔ)疲勞損傷進(jìn)行計算,最后采用不同的方法對比分析結(jié)構(gòu)在風(fēng)浪荷載共同作用下的疲勞損傷值并得出比較合理的疲勞壽命估算值。
【關(guān)鍵詞】：單樁式海上風(fēng)機(jī) 樁基礎(chǔ) 動力學(xué)分析 疲勞損傷
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題研究的背景和意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 動力學(xué)分析研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 疲勞分析研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 動力學(xué)分析與疲勞分析的基本理論15-22
• 2.1 引言15
• 2.2 結(jié)構(gòu)動力學(xué)理論基礎(chǔ)15-16
• 2.2.1 模態(tài)分析15-16
• 2.2.2 瞬態(tài)動力學(xué)分析16
• 2.3 疲勞分析16-21
• 2.3.1 疲勞分析的基本概念16-19
• 2.3.2 本文的疲勞分析方法19
• 2.3.3 雨流計數(shù)法19
• 2.3.4 平均應(yīng)力對疲勞壽命的影響19-20
• 2.3.5 S-N曲線20-21
• 2.3.6 Miner線性疲勞累計損傷理論21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第3章 風(fēng)機(jī)環(huán)境載荷分析22-34
• 3.1 引言22
• 3.2 風(fēng)載荷的模擬和計算22-31
• 3.2.1 風(fēng)速的模擬22-27
• 3.2.2 葉輪風(fēng)機(jī)載荷的計算27-30
• 3.2.3 塔架風(fēng)載荷的計算30-31
• 3.3 不規(guī)則波浪載荷的計算31-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第4章 基于ABAQUS的風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析34-47
• 4.1 引言34
• 4.2 建立海上風(fēng)機(jī)單樁結(jié)構(gòu)模型34-37
• 4.3 模態(tài)分析37-38
• 4.4 瞬態(tài)動力學(xué)分析38-45
• 4.4.1 風(fēng)載荷下的動力響應(yīng)39-42
• 4.4.2 波浪載荷下的動力響應(yīng)42-44
• 4.4.3 風(fēng)浪共同作用下的動力響應(yīng)分析44-45
• 4.5 本章小結(jié)45-47
• 第5章 海上風(fēng)機(jī)單樁基礎(chǔ)疲勞分析47-54
• 5.1 引言47
• 5.2 風(fēng)、浪載荷單獨(dú)作用下的疲勞損傷計算47-52
• 5.3 風(fēng)浪共同作用下的疲勞損傷計算52-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-56
• 參考文獻(xiàn)56-61
• 致謝61

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：790225