海上工程導(dǎo)管架支撐結(jié)構(gòu)模態(tài)分析與參數(shù)敏感性分析.pdf

1、水工結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)不局限于內(nèi)陸水體中的工程結(jié)構(gòu)，隨著海上風電、海上石油開發(fā)等多種海洋工程的快速發(fā)展，水工結(jié)構(gòu)工程已經(jīng)在向著更廣闊的海上工程延伸。現(xiàn)今的海上風電發(fā)展迅速，規(guī)模日益加大，發(fā)電機組總成本的20％～30％要用于支撐部分;另外海上工程還會受到海洋環(huán)境下多種復(fù)雜荷載的作用，而風電機組的支撐部分對于保障整個工程的完全穩(wěn)定性非常重要。而在多種支撐結(jié)構(gòu)當中，導(dǎo)管架式支撐結(jié)構(gòu)具有更強的穩(wěn)定性，以及更廣泛的應(yīng)用性，因此本文主要研究海上風電機組

2、的導(dǎo)管架式支撐結(jié)構(gòu)。
　　首先簡要介紹了海上風電機組的整體結(jié)構(gòu)，闡述了四種常見的海上風電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的類型以及優(yōu)缺點對比。并且研究分析了國內(nèi)外對導(dǎo)管架支撐結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀。針對目前研究現(xiàn)狀的一些局限性確定本文的主要研究方向。接下來文章介紹了海上風電機組支撐結(jié)構(gòu)所受的環(huán)境荷載，包括風機風荷載、塔筒風荷載、波浪荷載、海流力等荷載的相關(guān)理論以及計算公式;然后考慮到結(jié)構(gòu)所處的50m水深處，樁土之間的非線性相互作用，詳細闡述了P-Y曲線法，及其計

3、算結(jié)果在ANSYS中的應(yīng)用。
　　然后基于國際規(guī)范對海上風電機組導(dǎo)管架支撐結(jié)構(gòu)進行尺寸設(shè)計和結(jié)構(gòu)布置，并借助ANSYS有限元軟件及編寫的程序，建立結(jié)構(gòu)的有限元模型。對所建立的模型施加不同工況下的荷載，并進行靜力分析、模態(tài)分析以及穩(wěn)定性分析來驗算分析結(jié)果的可靠性。最后以導(dǎo)管架的主要部件尺寸為變量，研究結(jié)構(gòu)一階頻率的相應(yīng)變化，描繪趨勢線，得出的結(jié)論可用于針對結(jié)構(gòu)自振頻率的尺寸修改;研究各部件尺寸變化相同時，一階頻率變化率的大小，從而確