海上风机支撑结构全寿命期力学性能分析

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1、专业学位硕士学位论文海上风机支撑结构全寿命期力学性能分析Alife—cycleanalysisonmechanicalpropertiesofoffshorewindturbinesupportstructures学31206040完成日期：2Q!垒生昼旦大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明塑IlllIIIII塑JillII塑IIIIIllII』作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致

2、谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：遣』丛拉羔撞丛拍垒盔鱼塑盘望!睦鱼生佥堑作者签名：堑拴遗日期：丝丝年—立月监日大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要本文以某海上风电特许权项目为依托，通过数值模拟分析，对海上三桩式风力发电机组支撑结构进行全寿命期力学特性研究。首先对海上风机结构进行各特定阶段的在位分析，包括静力分析、模态分析

3、和地震分析。该过程分为四个阶段，分别是服役初始阶段、服役10年阶段、服役20年阶段和服役30年阶段。分析过程中均采用P—Y曲线法模拟土弹簧来考虑桩土相互作用效应，同时还要参考相关理论和规范考虑不同阶段冲刷和腐蚀因素的影响。静力分析部分，对海上风机基础结构各个服役阶段进行了极限状态工况和正常运行工况下的变形计算分析，应力计算分析以及桩基轴向承载力计算分析，然后参考相关标准进行校核，分析其安全储备。模态分析部分，通过对上部风机简化处理，利用ANSYS建立海上风机结构整机模型，分析结构的模态特征，得到其自振频率和振型。计算结

4、果显示，海上风机结构在服役期各个阶段的一阶自振频率均在风机厂商提供的合理范围之内，避免了共振破坏。地震分析在模态分析的基础上利用地震谱进行谱分析，该部分仅考虑多遇地震与设计高水位情况下相应的波流荷载共同作用，计算得到各个服役阶段风机结构在地震工况下的变形和应力。结果表明，地震工况下，风机结构的变形和应力值比较小，均在要求范围之内，表明该风机结构在地震作用下，足够安全可靠，不会地震破坏。然后，利用ANSYS．OFFSHORE．ASAS软件，对比分析了不同环境因素对海上风机基础结构力学特性的影响，包括循环荷载与静荷载作用效

5、应对比分析，土层滑动与未滑动作用效应对比分析，不同土层滑移量级作用效应对比分析以及不同土层滑移深度作用效应对比分析。结果表明，循环荷载与静荷载对桩基的变形和内力影响差别微小，土层滑动对桩基的变形和内力影响明显，随着土层滑移量级和深度的增加，变形和内力明显增大。关键词：海上风机支撑结构；桩土相互作用；静力分析；动力分析；土层滑移海上风机支撑结构全寿命期力学性能分析Alife—cycleanalysisonmechanicalpropertiesofoffshorewindturbinesupportstructuresA

6、bstractThiSpaperisbasedonanoffshorewindturbineproject．Alife-cycleanalysisonmechanicalpropertiesofoffshorewindturbinesupportstructuresisconductedbyusingcommercialsoftwareallowingforpile—soilinteraction．Firstly，analysisofthewindturbinestructureineachspecificstagei

7、sconducted，includingstaticanalysis，modalanalysisandseismicanalysis．Thiscourseisconsistoffourstages，whichareinitialstageofservice，10yearsofservice，20yearsofserviceand30yearsofservice．Pile．soilinteractionissimulatedbyspringsdefmedbyP—YcurvesthroughtheCOU【rSe．Inthe

8、sectionofstaticanalysis．Thedeformationofthestructureandthestressofthestructureaswellastheaxialforcearecalculatedineachstageintwoconditions，whicharethe1imitstatecondit