海上風電場風機基礎設計若干問題研究.pdf

1、海上風電的發(fā)展應用給國民生產帶來了巨大的效益，一方面減少化石燃料的使用帶來的環(huán)境污染，另一方面人們對可再生清潔能源的開發(fā)促進了人類的可持續(xù)發(fā)展，隨著該技術日趨成熟，我國也對此大力支持。但是該技術對于我國而言尚處于起步階段，一些關鍵問題的自主研發(fā)尚屬空白，并且無規(guī)范指導設計開發(fā)，對此國內的技術人員積極響應開展。本文應用有限元軟件針對海上風電場風機基礎建設過程中出現(xiàn)的兩個重要問題一不等厚鋼管對接焊接焊接缺陷對應力集中系數(shù)(SCF)的影響及不

2、同形式灌漿連接段設計時的軸向承載力性能進行模擬，主要研究內容如下:
　　不等厚鋼管對接焊接焊接缺陷對應力集中的影響模擬:
　　(1)確定不等厚鋼管對接焊接時引起應力集中的力學本質為剛度突變;
　　(2)選取兩種典型的對接焊接連接方式，當其存在焊接缺陷時，焊接缺陷參數(shù)d、k對應力集中系數(shù)的影響，結果表明兩種對齊方式對應力集中系數(shù)影響復雜;
　　(3)對比存在相同焊接缺陷參數(shù)時，兩種對齊方式對應力集中系數(shù)的影響，結果

3、表明壁厚中心對齊連接方式優(yōu)于壁厚內壁對齊連接方式，且前者應力集中系數(shù)至少降低約16％;
　　(4)分析兩種連接方式存在焊接缺陷時其缺陷區(qū)不同參數(shù)d、k以及對齊方式對相對側應力集中系數(shù)的影響，結果表明焊接缺陷的存在對其相對應的另一焊接端焊趾處的應力集中現(xiàn)象會起到緩解釋放作用，且焊接缺陷相對側的應力集中程度遠小于焊接缺陷區(qū)的應力集中程度;
　　灌漿連接段軸向承載力模擬:
　　(1)首先利用有限元分析軟件對接觸參數(shù)試計算，確

4、定參數(shù)取值，然后對四組模型進行有限元計算并同時采用DNV規(guī)程對其承載力進行計算;
　　(2)對單個模型計算結果進行分析，對比不同模型設計的承載力性能，并對比有限元計算承載力和DNV規(guī)程計算承載力，結果表明不同模型設計其應力集中區(qū)大多集中在灌漿結石體的兩端且應力集中程度不同，模型承載力性能與荷載值相關，綜合而言，第一組（灌漿空間長度相對較短但無剪力鍵）與第二組（灌漿空間長度相對較短但有剪力鍵）相比，第二組模型承載性能較優(yōu);第二組（灌