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风浪联合作用下海上风电导管架基础管节点疲劳分析

2018-05-05杨勇王力群马东李明

风能 2018年2期
关键词:模态结构分析

文 | 杨勇,王力群,马东,李明

导管架基础作为海上油气行业常见的支撑结构型式,有其独特的优势。该基础为钢质空间桁架结构,由小直径钢管焊接而成,所受波浪、洋流载荷小;泥面处桩腿直径小,海床冲刷较小,对地质条件要求低;桩腿之间跨度大,具有非常大的抗倾覆性能。随着海上风电机组容量的不断增大,海上风电场水深的不断增加,导管架基础的受力特点及经济性等优点会逐渐凸显,该基础必将有良好的应用前景。

海上风电机组导管架基础管节点不仅结构型式多样,而且受力特点复杂。根据海上油气行业的经验,导管架基础管节点在复杂的交变载荷作用下,通常是结构疲劳破坏的起始位置,因此,合理准确地预报海上风电机组导管架基础管节点疲劳性能是十分重要的。风载荷和波浪载荷是风电机组基础结构所承受的主要交变载荷,这些载荷具有明显的动力特性,单独考虑风载荷或波浪载荷作用下海上风电机组导管架基础管节点疲劳寿命,然后进行叠加的方法,不能真实地反映管节点复杂的动力受载特点。采用风浪耦合的时序载荷,并考虑动态放大效应的影响,对保证海上风电机组导管架基础结构的安全性是十分必要的。

本文采用海洋工程结构设计软件,运用水动力分析方法,将波浪谱通过傅里叶变换得到时序波浪参数,计算得到时序波浪载荷,然后将时序波浪载荷与时序风载荷进行叠加得到风浪联合载荷;……

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