多荷載耦合作用下近海風(fēng)機(jī)樁基礎(chǔ)疲勞分析.pdf

1、近海風(fēng)機(jī)處于復(fù)雜的海洋環(huán)境，對(duì)地理位置和地質(zhì)條件都有相當(dāng)嚴(yán)格的要求。從海上風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)、建設(shè)、安裝、運(yùn)行、維護(hù)等全壽命周期看，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性、耐久性對(duì)風(fēng)機(jī)整個(gè)的工作起著至關(guān)重要的作用。風(fēng)機(jī)受多種荷載共同作用，且有較為突出的周期性，對(duì)風(fēng)機(jī)的耐疲勞設(shè)計(jì)要求高;在強(qiáng)風(fēng)浪共同作用下，引起結(jié)構(gòu)自身的振動(dòng)，容易引發(fā)共振等振動(dòng)破壞。鑒于此，本文以教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目(20125522110004)和重慶市自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(cstc2013jjB3

2、002)為依托，采用理論分析和數(shù)值模擬等手段，進(jìn)行多荷載耦合作用下近海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的疲勞分析。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　1)運(yùn)用隨機(jī)過程來描述海浪過程，分析對(duì)比常用的幾種海浪譜，采用P-M譜作為本文的海浪譜，并結(jié)合Morison方程計(jì)算得到波浪力譜;采用風(fēng)速譜來對(duì)風(fēng)荷載進(jìn)行模擬;采用海上風(fēng)機(jī)的制造廠商提供的風(fēng)機(jī)運(yùn)行荷載。為荷載耦合作用下的近海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的疲勞分析提供荷載數(shù)據(jù)。
　　2)從荷載形式、地質(zhì)條件、入土深度、土變形幾個(gè)

3、適用條件，對(duì)比目前常用的橫向荷載作用下的樁-土作用模擬方法，選擇P-y曲線法來模擬樁-土相互作用。根據(jù)P-y曲線的計(jì)算方法，針對(duì)本文研究的濱海海域地質(zhì)條件，計(jì)算得到近海風(fēng)機(jī)樁基礎(chǔ)周圍各土層的P-y曲線圖。
　　3)根據(jù)前面計(jì)算的P-y曲線的地質(zhì)資料，建立海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的樁-土作用的力學(xué)模型。確定ANSYS有限元軟件中模擬近海風(fēng)機(jī)三樁式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的模擬單元，建立近海風(fēng)機(jī)三樁式基礎(chǔ)的有限元模型，并進(jìn)行模態(tài)分析，分析得到三樁式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的