风电安装平台总体结构强度计算分析

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1、王小松等，风电安装平台总体结构强度计算分析风电安装平台总体结构强度计算分析王小松1，刘敬喜2，薛鸿祥1（1．上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海200240；2．华中科技大学船舶与海洋工程学院，武汉430074）摘要：介绍了风电安装船的工作流程。依据线性微幅波理论及莫里森公式，采用水动力方法确定设计波参数，对升降工况、作业工况、自存工况等载况下的波浪载荷进行了预报，得到了四个桩腿上的波浪流诱导载荷[1,2]。在此基础上建立结构三维有限元模型，对整船结构在各个计算工况下的应力分布情况进行了分析，列出了主要结构部位在不同工况下的最大应力，提出了总体强度及结构设计的关键要素，可为今

2、后风电安装作业平台的结构设计提供参考。关键词：自升平台；总体强度；有限元方法中图分类号：U661.43文献标志码：A【DOI】10.13788/j.cnki.cbgc.2015.Z.005GlobalStrengthAnalysisofWindTurbineInstallationPlatformWANGXiao-song1,LIUJing-xi2,XUEHong-xiang1(1.SchoolofNavalArchitecture,OceanandCivilEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240,China;2

3、.SchoolofNavalArchitectureandOceanEngineering,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430081,China)Abstract:Introducetheworkingprocessofanoffshoreturbineinstallationplatform.ThewaveinducedloadinlegswasobtainedbymeansofhydrodynamiccalculationAccordingtolinearwavetheoryandMorisonformula,3

4、waveloadpredictionsweredoneforpre-pressurecondition、self-survivalconditionandworkingcondition.Atthesametime,threedimensionalFEmodelwasbuilttoaccessedtheglobalstrength,thencomparedthemaxvonmisesstressofdifferentmembersindifferentloadingconditions,somekeypointwhichcontroltheglobalstrengthandstr

5、ucturedesignarelist,suchconclusionscouldbeasreferencestothestructuredesignofwindturbineinstallationplatforminthefuture.Keywords:Jack-upplatform;globalstrength;FEM—5—王小松等，风电安装平台总体结构强度计算分析0引言风能是一种清洁能源，随着全球绿色及可再生能源潮流的兴起，世界各国都已将发展海上风电作为新能源开发的重要方向。目前我国的海上风电开发处于起步阶段，根据中国风能协会统计，截止至2013年底，我国海上风电建成装机容

6、量42.86万千瓦，仅占全国风电装机总容量的约0.5%，其中近海项目12.81万千瓦，海上风电发展速度远远落后于国家规划。近期，随着发改委关于海上风电电价政策文件的下发以及《2014-2016全国海上风电开发建设方案》等文件的先后公布，在国家政策的大力扶持下，各家企业海上风电开发布局明显加快。本文的目标平台是一座无自航能力的自升式平台，设计作业海域为中国东海风电场，作业水深25m；平台桩腿为插销式圆柱形结构；甲板承载能力为12t/m2，同时运送两套风机设备，甲板上主吊机的最大起吊能力为700t，附吊机为120t，艏部打桩架自重70t。由于作业时船体承受的载荷大，故总体结构强度分析

7、成为保证平台结构安全的首要任务[3-5]。本文基于线性微幅波理论以及莫里森公式，通过水动力软件对风电安装平台四个桩腿上的波浪流诱导载荷进行了预报，并在此基础上进行了整船结构强度的计算分析。1波浪与海流载荷计算理论1.1微幅波波浪在初始设计阶段，船舶与海洋工程结构物的波浪计算通常采用线性微幅波，波浪速度势为：—5—王小松等，风电安装平台总体结构强度计算分析收稿日期：2014-11-25；修回日期：2015-5-21作者简介：王小松（1981-），男，硕士研究生。主要从事船舶与海洋工