海上风电导管架陆地建造过程中的应力分析
2021-05-14李宗豪陈伟球
工程设计学报 2021年2期
李宗豪,朱 军,陈伟球,
(1.浙江大学工程力学系,浙江杭州310027;2.南通泰胜蓝岛海洋工程有限公司,江苏启东226200)
随着环境要求的提高,全世界对新能源的发展需求日益增大。海上风电作为一种清洁能源,具有独特的技术优势及巨大的发展潜力[1]。近年来,欧洲与美洲各地陆续开展海上风电项目[2‐7],标志着海上风电已成为新能源发展的主要方向之一[8]。
近年来,我国海上风电的发展速度日益加快,目前整体上处于由陆上风电转向海上风电的过程[9‐10]。相比于陆上风电场,海上风电场的风力更强且更稳定,具有更高的产能。我国拥有得天独厚的沿海风能资源[11],由此可以预见,海上风电将成为我国应对能源安全问题以及气候环境变化的有效策略之一。但是,海上风电的运营成本仍然高于陆上风电。从技术层面上分析[12],提升相关构件的力学性能是提高结构可靠性和降低运营成本的关键[13]。
对钢结构的施工过程进行有限元模拟已成为避免钢结构工程事故的主要手段之一[14]。但目前关于导管架的有限元分析相对较少,且多集中于关键部件的静力学分析,有限元建模时常使用简单的管单元或梁单元。例如王永召等[15]运用生死单元技术对导管架的建造过程进行了初步分析,但只考虑了卧式建造工艺且仅限于垫墩等支撑结构安全性的分析。
为此,笔者拟基于有限元软件ANSYS,利用APDL(ANSYS parametric design language,ANSYS参数化设计语言)编写命令流,分别采用梁单元与壳单元来建立海上风电导管架的计算模型,同时设置多种建造方式,并运用单元生死技术来模拟海上风电导管架的陆地建造过程。……
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