超大型海上風(fēng)機(jī)安裝作業(yè)平臺(tái)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析.pdf

1、近年來(lái)，為了解決日益緊缺的能源危機(jī)，發(fā)展海上風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為各國(guó)政府非常重要的能源政策。歐洲是海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，海上風(fēng)大浪高，風(fēng)力資源非常豐富，適合海上風(fēng)電項(xiàng)目的開(kāi)展。海上風(fēng)機(jī)安裝作業(yè)平臺(tái)是建設(shè)海上風(fēng)電場(chǎng)的關(guān)鍵設(shè)備。
　　本文以一艘第三代超大型自航自升式海上風(fēng)機(jī)安裝作業(yè)平臺(tái)為研究對(duì)象，這是一種全新的海洋工程作業(yè)平臺(tái)，集自升、自航、運(yùn)輸、起重等功能于一體。該平臺(tái)船型寬大扁平，其上裝備有大型升降樁腿、800噸重型起重機(jī)、較大的

2、甲板集中載荷，其主體和樁腿的強(qiáng)度是其設(shè)計(jì)難點(diǎn)。本文根據(jù)DNV規(guī)范要求，對(duì)其進(jìn)行了平臺(tái)主體及樁腿的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有限元分析。
　　根據(jù)平臺(tái)的工作要求以及總布置情況，確定了平臺(tái)的功能載荷，包括恒定載荷以及可變載荷。根據(jù)DNV規(guī)范計(jì)算了平臺(tái)主體以及樁腿在不同工況下所受到的風(fēng)、浪、流等環(huán)境載荷。其中，風(fēng)載荷及流載荷通過(guò) DNV規(guī)范所建議的公式直接計(jì)算所得，樁腿所受的波浪載荷則是基于斯托克斯五階波理論，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算所得。
　　運(yùn)用MS

3、C.Patran軟件建立了平臺(tái)整體的有限元模型，選取了遷移、自升、預(yù)壓、起吊、自存等典型工況，施加合理的載荷及邊界條件，對(duì)平臺(tái)主體進(jìn)行了12種工況下的有限元分析，得到了不同工況下平臺(tái)詳細(xì)的應(yīng)力分布以及變形情況。計(jì)算結(jié)果表明平臺(tái)結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范要求。遷移工況的應(yīng)力水平較小，其受力情況同運(yùn)輸船舶相似，而在平臺(tái)自升后，其應(yīng)力水平顯著上升，起吊時(shí)最大應(yīng)力位置位于起重機(jī)所在樁腿與平臺(tái)連接處，風(fēng)暴自存工況下的應(yīng)力水平最大，接近材料的許用應(yīng)力。
　

4、　開(kāi)展了樁腿在環(huán)境載荷作用下的研究，選取預(yù)壓、起吊、自存等樁腿自升后的6種典型工況，對(duì)樁腿進(jìn)行了靜力分析，得出樁腿的應(yīng)力分布以及變形情況；通過(guò)對(duì)樁腿施加隨時(shí)間以及空間變化的波浪載荷，進(jìn)行了樁腿的動(dòng)力響應(yīng)分析，得出了樁腿的最大應(yīng)力及其位移響應(yīng)曲線。將動(dòng)力分析同靜力分析相比較，兩者結(jié)果趨于一致，但是動(dòng)力分析的結(jié)果較大，特別是位移，其受動(dòng)力的影響較大。由比較分析可知，僅對(duì)樁腿進(jìn)行靜力分析是不夠的，還須進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)分析。
　　本文計(jì)算結(jié)果