导管架船撞损伤与剩余强度的结构有限元模拟与评估方法
2021-10-09任灏方辉魏鑫泽
南方能源建设 2021年3期
任灏,方辉,魏鑫泽
(1.中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司,广州510663;2.中国海洋大学山东海洋工程重点实验室,青岛266100)
近年来,我国海上风电事业大力发展,但是在 风电装备运行过程中,船舶失控撞击风电基础结构的事故频发,轻则导致结构局部凹陷,重则导致结构整体变形,严重影响结构的承载性能。2017年8月20日,台风“天鸽”侵袭南海附近海域,将大量船只卷入海上风电场,造成风电基础设施严重损伤。目前,我国对海上风电基础结构船撞事故研究较少,针对海洋结构物碰撞的计算分析方法与规范不足,无法实施损伤结构的承载性能评估,导致后续工程的施工及运行维护无法进行,只得拆除损伤结构,造成大量的经济损失。因此,结构损伤与剩余强度评估成为海上风电场运维保障关键技术之一。本文以某海上风电场项目为依托,开展船撞事故后导管架结构损伤与剩余强度研究。
海上风电结构体积较大,4 MW风机导管架基础泥面以上高度约18 m,针对其碰撞问题的研究,采用现场试验或比例模型试验的成本较高,多采用理论或数值方法进行分析。李艳贞[1]基于5 000 t船舶和桁架式导管架基础海上风机,采用非线性有限元动态响应分析程序MAC.Dytran以不同碰撞速度对导管架基础进行碰撞研究,得到结构局部损伤特性、碰撞力-凹陷位移曲线和能量转化形式特点。其次研究了一集装箱船船侧正碰导管架风电基础,同时获得了两者损伤情况,比较了两者的各自能量吸收。……
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