海上风电作业平台总体强度有限元分析.pdf

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1、第24卷第4期(总第142期)船舶Vo1．24No．42013年8月SHIP＆B0ATAugust，2013[船舶结构]海上风电作业平台总体强度有限元分析李彬覃干景孙青松王爽尚安阳(上海航盛船舶设计有限公司上海200011)[摘要]以某典型海上风电作业平台为研究对象，根据《海上移动平台入级与建造规范》，对平台所受风载荷、波流载荷等进行计算：在作业工况、自存工况、预压工况和迁移工况下，采用有限元法计算平台结构强度，为结构设计提供保障和改进建议。[关键词]风电作业平台；强度；有限元法[中图分类号]U674．38；U661．43[文献标志码]A

2、[文章编号]1001—9855(2013)04-0013-07Finiteelementanalysisforglobalstrengthofofshorewindturbineinstallationunit·LIBinQINGan-jingSUNQing-songWANGShuangSHANGAn—-yang(ShanghaiHansailMarine&OffshoreDesignCo．，Ltd．，Shanghai200011，China)Abstract：Asper“RulesandRegulationsfortheConstruc

3、tionandClassificationofMobileOffshoreUnits”，atypicalwindturbineinstallationunitisemployedasresearchsubjecttocalculatethewind，waveandcurrentload．Thefiniteelementanalysismethodisutilizedtocalculatetheunitstrengthunderoperatingcondition，survivalcondition，preloadconditionandt

4、ransitcondition，providingguaranteeandimprovementsuggestionsforthestructuraldesign．Keywords：offshorewindturbineinstallationplatform；strength；finiteelementmethod0引言型风电作业平台进行总体强度分析，为结构设计提供依据和保障。海上风电作业平台是一种新型的移动式平台，可归为自升式平台的一种．由一个主体平台和若干1平台强度分析概述活动桩腿组成。由于这种平台在使用过程中有多种不同的工作状态，

5、各种状态下平台结构的受力情况海上风电作业平台总体强度有限元分析的主要不完全相同，所以在计算平台总体强度时必须考虑目的是针对风电作业平台的典型受力工况，用三维有限元法进行强度评估。分析方法及准则按中国船各种不同的工作状态，才能保证平台的安全。海上风电作业平台的总体强度计算涉及结构建级社《海上移动平台入级及建造规范(2005)》中全船模、载荷(吊机载荷、波浪载荷、风载荷等)以及总体有限元分析相关规定进行，具体步骤如下：结构强度的评估等。本文采用有限元方法对一个典(1)用流体动力计算程序进行波浪随机载荷预[收稿日期]2012—10—18-[修回

6、日期]2012—11-12[作者简介]李彬(1984一)，男，助理工程师，主要从事船舶结构设计工作。覃干景(1982一)，男，助理工程师，主要从事船舶结构设计工作。孙青松(1972一)，男，工程师，主要从事船舶开发研究工作。王爽(1985一)，男，助理工程师，主要从事船舶结构设计工作。尚安阳(1987一)，男，助理工程师，主要从事船舶结构设计工作。13第24卷第4期(总第142期)船舶2013年8月SHIP＆BOAT报，按照线性微幅波理论及莫里森(Morrison)公式计模型中采用多点约束方式(MPC)模拟桩腿与固桩架算各个桩腿受到的波浪

7、海流力：及桩井单元之间的耦合关系，关联纵向和横向的位(2)根据《海上移动平台入级及建造规范》中的移和D。有限元模型如图1所示。风载荷计算方法，计算平台受到的风载压力：(3)根据起重机设备商提供的起重机工作极限载荷：倾覆力矩、扭转力矩、垂向力等，计算起重机在各个角度的工作载荷(4)根据以上计算得到的风浪流及工作载荷进行加载，计算船体结构的变形和应力，进行主要结构的强度评估全船有限元结构分析使用MSC／Nastran大型通用软件，模型前后处理使用MSC／Patran软件。图1平台整体有限元模型2平台整体强度分析2．2载荷工况2．2．1平台总体

8、强度分析计算工况2．1主尺度及结构形式本平台结构分析基于线弹性理论，计算工况⋯本平台为单甲板、部分双底钢质全焊接结构，主分别为：甲板上设有2台起重机。平台主体为箱体结构，由(1)作业工况：波浪