风机壳式基础结构优化设计研究及健康监测

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1、Ｉ硕士学位论文Ｉ风机壳式基础结构优化设计研究及健康监测ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎａｎｄＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｎＳｈｅｌｌＴｙｐｅ——研究生：王慧指导教师：阎石教授学科领域：建筑与土木工程ａ４Ｉ１分类号：学校代码：０１５３ＵＤＣ：密级：公幵硕士学位论文顺壳式翻结构优化册研究及健康监测２０１２９作者姓名：王慧入学年份：年月指导教师：阎石教授学科领域：建筑与土木工程申请学位：工程硕士所在单位：土木工程学院论文提交日期４１１：２０

2、１４１２：２０１年月论文答辩日期年月２０１５１学位授予曰期：：年月答辩委员会主席刘斌答辩委员会组成：刘斌梁德志刘海成孙威陈鑫论文评阅人：刘斌刘铁林声明本人声明。论文，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。，也不包括本人为获得其它学位而使用过的材料与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表不谢意。作者签名：＾）日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全

3、了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘．，允许论文被查阋和借阅。本人授权沈阳建筑大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。（如作者？和导师同意论文交流，请在下方签名，否则视为不同意。）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：一不限口半年口一年＾年半口两年□作者签名：：导师签名日期：：日期硕士研宄生学位论文摘要Ｉ摘要风能作为清洁可再生能源，对其开发与利用的问题已成为全球新型能源研宄的新

4、热点。风力发电具有显著的环保意义和社会效益，随着国家大力倡导对节能减排政策，国内许多风电场已相继建成并投入使用，。风力发电机组属于新型高耸建筑风机基础作为整个机组一，的主要成部分，其结构设计直没有成熟的设计标准，特别地对其结构形式及受力特性等问题的研宄也尚不多见，对其进行结构优化设计，。鉴于风机基础结构的特殊性与重要性研究其受力机理，并对风机基础进行结构健康监测，为基础设计提供理论依据并完善行业标准具有重要意义。传统的风机重力式基础不能较好地发挥岩石地基的力学性能，本文由此提出了新型风机壳式基础的结构形式

5、。风机壳式基础改变了上部荷载在基础中的传递路径，使基底应力分布更加均匀，更加充分地利用了岩体的高承载力，有，并且其结构形式简单效节约了基础混凝土的用量、降低了施工难度。基于压电陶瓷的结构健康监测技术具有对混凝土裂缝，为了解风机基础实际运行时的状态敏感、灵敏度高、响应迅速等特点，本文运用该监测系统对风机基础进行应力监测。本文的主要研宄工作如下：（１）总结了风机传统重力式基础在现代风电工程中应用的优势与不足，并针对基础结构存在的问题提出了本文的主要研宄内容。（２）根据结构优化设计原理，提出风机壳式基础结构优化

6、的数学模型。结合风机基础常规设计的约束条件，运用网格算法对风机壳式基础底面截面尺寸进行优化设计，为确定合理的基础结构尺寸提供依据。（３）运用大型通用有限元软件ＡＮＳＹＳ对风机壳式基础进行静力分析，研究其在设计提出的极限荷载作用下的应力状态，并将结果分别与传统重力式基础的数值计算结果以及，验证该基础结构的合理性及优越性壳式基础的常规设计结果进行对比。？４－（）采用ＡＮＳＹＳ软件对风机壳式基础进行弹塑性分析，即Ｐｕｓｈｏｖｅｉ法，研宄壳式基础的破坏机理及破坏模式。（５）利用课题组开发的基于ＬａｂＶＩＥＷ平台的

7、监测系统持续对铁岭风电场的风机基础进行结构健康监测。将实际运行时基础的受力情况与数值计算结果进行对比，验证了有限元分析方法的准确性以及所建立系统的有效性。（６）总结了论文的主要研究工作，归纳了本文的主要结论、创新点及不足之处，对课题的研究方向进行了合理展望。－关键词：ｕｓｈｏｖｅｒ法风机壳式基础；结构优化设计；网格法；有限单元法；Ｐ；结构健康监测硕士研究生学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＩＩＩＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｎｄｏｗｅｒａｓａｃｌｅａｎａｎｄｒｅｎｅｗａｂｌｅｅｎｅｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｍ

8、ｅｎｔａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｉｔｈａｓｐｇｙ，ｐｂｅｃｏｍｅａｎｅｗｈｏｔｓｐｏｔｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅｇｌｏｂａｌｎｅｗｅｎｅｒｇｙ．Ｔｈ