自升式風(fēng)電安裝船結(jié)構(gòu)強度分析與優(yōu)化.pdf

1、能源和環(huán)境問題嚴重制約中國經(jīng)濟持續(xù)力，發(fā)展以海上風(fēng)電為代表的可再生能源是有效解決途徑之一。自升式風(fēng)電安裝船（簡稱自升式風(fēng)裝船）作為最新一代建設(shè)近海風(fēng)電場專用工程裝備，其作業(yè)環(huán)境惡劣，承受風(fēng)、浪、流和海底土等海洋環(huán)境的長期相互作用，對結(jié)構(gòu)強度的要求特別高。本文以“SEA INSTALLER”號超大型自升式風(fēng)裝船為研究原型，開展自升式風(fēng)裝船結(jié)構(gòu)強度分析和優(yōu)化，分析惡劣載荷環(huán)境對自升式風(fēng)裝船結(jié)構(gòu)強度的影響規(guī)律，并對其關(guān)鍵參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計，為

2、自升式風(fēng)裝船設(shè)計和建造提供依據(jù)。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)建立了自升式風(fēng)裝船整體分析模型及其升降系統(tǒng)精細非線性分析模型。通過P-y曲線將樁-土的相互作用引入整體分析模型中，使得整體分析模型的受力情況與自升式風(fēng)裝船在海洋中作業(yè)的實際情況基本相符。結(jié)合MPC技術(shù)和接觸算法建立了包含多個組件的局部結(jié)構(gòu)精細非線性分析模型，實現(xiàn)了非主要研究組件簡化建模、將波流載荷引入到計算模型的目的。
　　(2)基于自升式風(fēng)裝船整體分析

3、模型，開展了其整體結(jié)構(gòu)強度多因素正交試驗分析。選取入泥深度、作業(yè)水深、空氣間隙、風(fēng)向角度和橫向長度五個因素為主要考察對象，評價指標為硬質(zhì)土和軟質(zhì)土兩種條件下的結(jié)構(gòu)最大等效應(yīng)力和最大綜合位移。結(jié)果表明作業(yè)水深是主要因素，作業(yè)風(fēng)向角為較重要因素。通過正交試驗優(yōu)化五個因素的取值并與現(xiàn)有參數(shù)對比發(fā)現(xiàn)，參數(shù)優(yōu)化后，自升式風(fēng)裝船關(guān)鍵考察點的位移隨時間變化幅度、結(jié)構(gòu)弱點的應(yīng)力時程變化幅值都得到較大的改善。
　　(3)基于升降系統(tǒng)精細非線性分析模