海上風機環(huán)境載荷與結構強度分析.pdf

1、隨著自然資源的日益消耗,世界各國正積極開發(fā)可再生資源,風力發(fā)電作為新型能源的杰出代表,受到了廣泛的國際關注。海上風機由于其工作環(huán)境復雜,受到多種隨時間及空間變化的載荷作用,如風、浪、流、海冰和地震等,在極端條件下還可能受到幾種極限載荷的聯(lián)合作用,所以對其靜、動態(tài)結構強度都有著很高的要求。因此,如何合理的確定海上風機的設計環(huán)境參數(shù),以及在此基礎上的動態(tài)響應分析和動、靜態(tài)強度校核對保證海上風機結構的安全性有著重要的理論意義及實用價值。

2、>　　因此,本文結合5MW海上風機基礎結構實例,進行了以下主要工作:
　　1.系統(tǒng)介紹了海上風機所遭受的主要環(huán)境載荷,基于隨機理論的諧波合成法得到脈動風速及隨機的波面升高,并根據葉素—動量理論及Morison方程分別得到動態(tài)的風載荷及波浪載荷。
　　2.根據海上風機相關規(guī)范,研究了風機基礎樁—土相互作用機理及其計算模型。
　　3.基于極值聯(lián)合概率分布理論,結合等效荷載效應原理,對海上風機設計環(huán)境參數(shù)的選取方法進行了新的

3、嘗試,并根據東海某近海風電場的長期環(huán)境實測數(shù)據對5MW風機設計環(huán)境參數(shù)進行了推算。計算結果表明:新的方法較理想的反映了環(huán)境參數(shù)對海上風機的聯(lián)合作用,并合理的降低了其設計參數(shù)。
　　4.利用有限元分析軟件Ansys建立了海上風機基礎結構模型,對其進行了模態(tài)分析,得到其自振特性,并在此基礎上對單獨載荷作用時及組合載荷作用時的風機結構進行了瞬態(tài)動力分析,研究其在不同載荷及工況下的動力響應特性。
　　5.根據海上風機相關規(guī)范,總結整