浮式风机系泊区域局部强度分析.pdf

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1、2017年第4期造船技术No．4总第338期MARINETECHNOLoGYAug．，2017文章编号：1000一3878(2017)04-0035一05浮式风机系泊区域局部强度分析李强，刘阳，张朝，张春雷，周蕊(北京高泰深海技术有限公司，北京100011)摘要对浮式风机系泊区域局部结构强度运用简化船体梁法进行计算分析，借助有限元软件对该区域局部结构进行有限元分析，描述建立这种复杂不规则模型时需要运用的技巧，建立浮式风机系泊区域局部结构有限元模型。阐述浮式风机系泊区域局部结构有限元结构分析方法，以

2、及在加载过程中应该注意的受力转换，所得到的浮式风机系泊区域局部结构的分析结果满足规范要求。关键词浮式风机；系泊区域局部结构；船体梁；有限元；结构强度中图分类号U662文献标志码ALocalStr明gthAnalysisofMOoredAreaofFloatingWindTurbineLIQiang，LIUYang，ZHANGZhao，ZHANGChunlei，ZHOURui(COTECOffshoreEngineeringServices(Beijing)，Beijing100011，China)

3、Abstr舵tThelocalstructurestrengthofthemooringareaofthefloatingwindturbineiscalculatedandanalyzedbysimplifiedhullgirdermethod．The10calstructureofmooringareaisanalyzedwithfiniteelementmethod．Someusefultechniquesisdescribedwhilebuildingcomplexandirregular

4、models．Thelocalstructureofmooringareafiniteelementmodelises—tablishedandthefiniteelementanalysisisdescribed．Theforceconversionshouldbepaidattentiontoduring10ading．Theanalysisresultsofthelocalstructureofthemooringareaofthefloatingwindturbinemeettherequ

5、irementsofthecode．】j【eywordsfloatingwindturbine；localstructureofmooringarea；huUgirder；finiteele—ment；structuralstrengthO引言随着全球对能源的巨大需求，风电行业作为新能源领域产业化程度最高的行业得到了高速发展，陆上风电开发已逐渐趋于饱和，海上风电则越来越受到重视，其中深海风电代表着未来海上风电发展的方向[1]。开发深海风能资源，由于水深的限制，采用传统的固定式基础将导致成本激增，且

6、服役期满拆卸不便[2]，而浮式风机具有开发不受水深限制，机动性好，方便维护等特点[3]。近些年，计算机和我国海洋工程科学领域都得到了迅速发展，很多新型材料也不断出现并得到广泛应用，对于超出船级社规范计算公式范围的平台，有限元分析法就成为海洋工程结构物设计的重要计算工具[4]。为了对浮式风机向外伸出的系泊区域这一特殊的局部结构进行强度计算，本文参照美国船级社相关规范运用传统的船体梁理论和有限元分析法进行结构强度计算。1建立模型本浮式风机设定在南海海域作业，位置约东经1lo。38’，北纬8。37’，其

7、距甘蔗岛20km，距达州岛作者简介：李强(1981一)，男，工程师．主要从事船舶与海洋工程方面的研究·36·造船技术2017年第4期(总第338期)17km，平均水深约135m。浮式风机的基础包括：3个立柱、1个中立柱、3个浮箱、3个垂荡阻尼板和顶部连接支撑结构。浮式风机的三维模型如图1所示。曲图l浮式风机三维模型浮式风机基础主要参数如表1所示。表1浮式风机基础主要参数m2简化船体梁计算方法根据浮式风机系泊区域局部结构的特点和边界条件，可以将其简化为变截面的悬臂梁结构，根据不同的工况将其简化成不同

8、的梁模型，并采用简单梁的理论，分析船体梁危险断面处的各应力[5]。浮式风机系泊区域局部结构如图2所示。2．1系泊区域局部结构受力分析和边界条件锚链作用在系泊区域的集中力载荷根据不同的工况分别为P。，P2，P。，其大小分别为60t，380t，640t。根据规范得出甲板的计算压头^。一6．1m，得出均布载荷Q。一536800N／m。结构自重也可秘制图2系泊区域局部结构近似为均布载荷，计算可得Q2—1234640N／m。对于简化成悬臂梁的系泊区域局部结构，一端可认为是刚性固定，3种工况悬