發(fā)布時(shí)間：2018-05-12 03:27

  本文選題：海上風(fēng)機(jī) + 三腳架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)　； 參考：《大連理工大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：風(fēng)能是一種不產(chǎn)生任何污染的可再生能源,是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上最具商業(yè)化規(guī)模開發(fā)條件的新能源。我國可開發(fā)利用的風(fēng)能資源約為10億kW,其中,可開發(fā)和利用的海上風(fēng)能約7.5億kW,開發(fā)潛力巨大。 本文以3MW海上風(fēng)機(jī)典型三腳架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為研究對象,基于半整體方法,采用有限元軟件SACS,研究了海上風(fēng)機(jī)三腳架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)力及疲勞特性。所開展的主要工作包括： (1)結(jié)合初始模型參數(shù)、土壤參數(shù)及海洋與水文參數(shù),應(yīng)用SACS有限元軟件建立風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的初始模型。根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范,確定計(jì)算工況及相關(guān)系數(shù),研究海上風(fēng)機(jī)三腳架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的控制工況及控制荷載方向。通過與前人的研究成果進(jìn)行對比分析,證明了對海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行多方向靜、動(dòng)力分析的必要性,為海上風(fēng)電結(jié)構(gòu)的反應(yīng)分析提供新的思路。并基于研究成果,對該海上風(fēng)機(jī)三腳架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜、動(dòng)力分析。 (2)應(yīng)用SACS軟件,結(jié)合海上風(fēng)機(jī)三腳架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)所處海洋環(huán)境的風(fēng)向、波向概率分布,將結(jié)構(gòu)疲勞荷載根據(jù)實(shí)際環(huán)境作用方向施加至風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上�；�于確定性方法計(jì)算風(fēng)機(jī)荷載引起的疲勞損傷效應(yīng),基于波譜計(jì)算波浪荷載引起的疲勞損傷效應(yīng),進(jìn)而得到風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的總體疲勞損傷程度。通過分析波浪荷載產(chǎn)生的疲勞效應(yīng)在風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)總體疲勞效應(yīng)中所占的比例,證明了波浪疲勞分析的重要性。并與單方向輸入環(huán)境疲勞荷載得到的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)疲勞損傷效應(yīng)進(jìn)行對比分析,證明了荷載全方位輸入下的疲勞損傷分析的合理性。上述研究為海上風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)提供更加合理的疲勞分析方法。 (3)根據(jù)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)力分析及疲勞分析結(jié)果,本著安全、經(jīng)濟(jì)、合理的原則,對風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造及桿件尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),使其滿足各種校核要求。研究證明了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性,為海上風(fēng)電結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供具有工程應(yīng)用參考價(jià)值的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
[Abstract]:Wind energy is a renewable energy without any pollution. It is the most commercialized development condition of current economy and technology. The wind energy resources can be developed and utilized in China about 1 billion kW, of which, the exploitation and utilization of offshore wind energy is about 750 million kW, and the potential of development is huge.
In this paper, based on the typical three foot frame structure of the 3MW offshore fan, the static, dynamic and fatigue characteristics of the three foot frame structure of the offshore fan are studied based on the semi integral method and the finite element software SACS. The main work of this paper is as follows:
(1) combining the initial model parameters, soil parameters and ocean and hydrological parameters, the initial model of fan base structure is established by using SACS finite element software. According to the relevant standards at home and abroad, the calculation condition and the correlation coefficient are determined, and the control conditions and the direction of control load of the three foot frame structure of the offshore fan are studied. The contrast analysis proves the necessity of the multi direction static and dynamic analysis on the offshore wind turbine foundation structure, and provides a new idea for the analysis of the sea wind structure reaction. Based on the research results, the static and dynamic analysis of the three foot frame structure of the offshore fan is carried out.
(2) using the SACS software, combined with the wind direction of the marine environment and the probability distribution of the wave direction, the structure fatigue load is applied to the fan base structure according to the actual environment. The fatigue damage effect caused by the fan load is calculated based on the deterministic method, and the fatigue damage caused by the wave load is calculated based on the wave spectrum. By analyzing the proportion of the fatigue effect of the wave load on the overall fatigue effect of the fan structure, the importance of the wave fatigue analysis is proved by the analysis of the proportion of the fatigue effect produced by the wave load. The results are compared with the fatigue damage effects of the single directional input environment fatigue load. The rationality of fatigue damage analysis under load omnibearing input is proved. The above research provides a more reasonable fatigue analysis method for offshore wind turbine structure.
(3) according to the static, dynamic analysis and fatigue analysis results of the fan base structure, in accordance with the safety, economic and reasonable principles, the structure of the fan base structure and the size of the rod are optimized to meet various checking requirements. The research proves the importance of the structural optimization design and provides the work for the design and optimization of the offshore wind power structure. The optimization design method of reference value is used in the process.

【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU476.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1876928