循环荷载作用下基础阻尼变化对海上风机单桩基础疲劳寿命的影响分析
2021-08-19李玉韬马宏旺
海洋技术学报 2021年3期
李玉韬,马宏旺
(上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院,上海200240)
海上风电基础在设计使用期内,需要承受长期风浪动荷载的作用,容易产生疲劳损伤。因此,疲劳寿命往往是基础设计的重要控制参数[1]。在计算结构疲劳寿命时,阻尼是一个关键参数,需要合理确定。但由于海上风电单桩基础承受长期循环动荷载的受力特点,其基础阻尼会随着循环荷载作用次数发生变化,疲劳寿命受到影响。然而,长期循环荷载导致单桩基础阻尼变化[2],从而影响海上风机单桩基础疲劳寿命,目前还缺乏足够的研究。
对于长期循环荷载对基础阻尼的影响和阻尼对海上风机单桩基础疲劳寿命的影响,已有学者做了一些研究。ABADIE C N等[3]对砂性土中刚性桩在长期循环荷载作用下的性能进行了试验研究,试验结果表明阻尼随荷载作用次数的增加而逐渐降低,最后趋于稳定。REZAEI R等[4]以5 MW单桩基础支撑的海上风机为例,用非线性弹簧模拟桩土相互作用,对海上风机单桩基础疲劳寿命进行了敏感性分析,研究了阻尼对疲劳寿命的影响,指出风机停机时气动阻尼消失,会产生较大的疲劳损伤。MARINO E等[5]发现风机处于不同的运行状态时,气动阻尼也会有所不同,这会影响疲劳损伤的计算结果。AASEN S等[6]运用四种不同的基础模型对5 MW单桩基础支撑的海上风机进行了疲劳分析,相比无阻尼的基础模型,有阻尼基础模型最大减小了22%的疲劳损伤。FONTANA C M等[7]对单桩基础支撑的海上风机进行了阻尼敏感性分析,运用FAST软件模拟计算了海上风机单桩基础的疲劳寿命,表明停机情况下,气动阻尼的缺乏引起基础阻尼的变化对疲劳损伤的影响更大。……
登录APP查看全文
