四腿桁架式海上风机基础结构优化设计方法研究

随着海上风电产业向中等水深海域快速发展,四腿桁架式风机基础结构型式得到更广泛的应用。本文即针对四腿桁架式风机基础结构,建立一种多准则多参数结构优化策略与方法,旨在辅助该类基础型式的设计工作并提高结构优化效率。在该优化策略中,根据相关工程经验,对影响目标函数的各控制准则进行分级,通过多准则控制算法筛选优化方案,最终得到最优的结构设计方案。在选取设计参数时,依据设计经验和敏感性分析,对各设计参数进行分级,通过逐级搜索策略将各参数组合成一系列优化方案,以备多准则控制算法筛选。在设定约束条件时,基于工程经验和理论分析建立设计经验库,从而确定各设计参数的建议取值或取值范围。本文最后通过一工程实例展示了该结构优化策略的应用效果。     

四腿桁架式海上风机基础结构优化设计方法研究

随着海上风电产业向中等水深海域快速发展,四腿桁架式风机基础结构型式得到更广泛的应用。本文即针对四腿桁架式风机基础结构,建立一种多准则多参数结构优化策略与方法,旨在辅助该类基础型式的设计工作并提高结构优化效率。在该优化策略中,根据相关工程经验,对影响目标函数的各控制准则进行分级,通过多准则控制算法筛选优化方案,最终得到最优的结构设计方案。在选取设计参数时,依据设计经验和敏感性分析,对各设计参数进行分级,通过逐级搜索策略将各参数组合成一系列优化方案,以备多准则控制算法筛选。在设定约束条件时,基于工程经验和理论分析建立设计经验库,从而确定各设计参数的建议取值或取值范围。本文最后通过一工程实例展示了该结构优化策略的应用效果。     

四腿桁架式海上风机基础结构优化设计方法研究

随着海上风电产业向中等水深海域快速发展,四腿桁架式风机基础结构型式得到更广泛的应用。本文即针对四腿桁架式风机基础结构,建立一种多准则多参数结构优化策略与方法,旨在辅助该类基础型式的设计工作并提高结构优化效率。在该优化策略中,根据相关工程经验,对影响目标函数的各控制准则进行分级,通过多准则控制算法筛选优化方案,最终得到最优的结构设计方案。在选取设计参数时,依据设计经验和敏感性分析,对各设计参数进行分级,通过逐级搜索策略将各参数组合成一系列优化方案,以备多准则控制算法筛选。在设定约束条件时,基于工程经验和理论分析建立设计经验库,从而确定各设计参数的建议取值或取值范围。本文最后通过一工程实例展示了该结构优化策略的应用效果。     

四腿桁架式海上风机基础结构优化设计

针对四腿桁架式海上风机基础结构优化设计问题,建立了一种多准则多参数结构优化策略与方法,辅助四腿桁架式基础型式的设计工作并提高结构优化效率。依据设计经验,采用敏感性分析技术对各设计参数进行分级,并进一步采用逐级搜索策略给出了由各参数组合成的一系列优化方案。依据结构优化理论和相关工程经验,采用多准则控制算法对优化方案进行筛选,给出了最优的结构设计方案。应用该优化策略与方法对我国近海某海域拟建四腿桁架式风电结构进行设计,提高了设计效率,最终得到的结构优化设计方案与经验设计方案相比,材料利用率更高、结构用钢量更少,节省结构用钢量达30%以上。     

自升式平台桁架式桩腿结构选型方法

为优化自升式平台桁架式桩腿结构构型,采用参数化建模技术和SESAM的Geni E软件,对不同构型桩腿的结构强度和总体性能进行评估.选取拖航工况和自存工况进行分析,结合母型资料,拖航工况时选取不同的桩腿节距构型进行强度评估;自存工况时选取不同的弦管间距和桩腿节距构型对平台抗倾覆能力、最大支反力、锁紧力以及桩腿组件UC值进行计算.以满足强度和经济性最优为原则,结合各构型桩腿结构质量,给出最优的桩腿结构构型方案.该方法快速完成了某型自升式平台的桩腿构型选取,结果表明该方法是自升式平台设计初期桩腿结构选型和优化的有效方法.     

海上风机支撑结构的频域疲劳评估方法研究

针对风浪联合作用下海上风机支撑结构的疲劳问题,提出一种频域疲劳评估方法.基于风浪散布图,提出风浪联合作用下疲劳热点应力功率谱密度函数的组合方法,并提出多载荷联合作用下最大主应力线性化方法.利用多输入线性系统理论,得到风载荷作用下热点应力功率谱密度函数的计算方法,并对各种谱疲劳损伤计算方法进行对比分析.以3 MW导管架式海上风机支撑结构为研究对象,验证所提方法的计算精度,风载荷作用下热点应力功率谱密度函数计算结果与时域模拟结果吻合较好.该方法简便有效,可用于风机支撑结构疲劳的快速评估.     

桁架式风机桥架抗振性能研究

为研究火电站空冷岛风机桥架振动机理,解决桁架式风机桥架因连接不当而产生的振动问题,针对风机桥架抗振设计中盲目使用钢结构设计观点的现状,利用有限元分析方法,计算分析了栓接和焊接两种不同连接方式安装的风机桥架的动力特性,对比了两种连接方式的风机桥架的抗振性能.结果表明,采用焊接方式安装的风机桥架的整体刚度明显大于栓接方式的风机桥架,焊接方式安装的风机桥架的整体抗振性能也优于栓接方式的风机桥架.同时还指出,桁架式风机桥架与下部结构采用栓接的方式连接也是影响风机桥架整体刚度的原因之一.因此,采用比栓接方式更牢固的焊接方式安装桁架式风机桥架,是减小桁架式风机桥架振动的重要措施.     

海上风机桩基础与上部结构灌浆连接段优化分析

目的 研究海上风机基础与上部灌浆连接段在轴压、弯矩、剪力及扭转共同作用下,连接段受力特性以及应力分布规律,对结构进行优化设计,探求最优结构形式.方法 在理论分析的基础上,借助有限元ANSYS分析软件建立了2D和3D模型对结构进行仿真分析,通过改变连接段灌浆环形空间厚度、剪力键空间布置及连接长度对结构强度进行敏感性分析.结果 连接段应力集中程度随剪力键空间布置、灌浆环形空间厚度以及连接段长度呈规律性变化.经优化得单机3MW单桩基础结构灌浆连接合理环形空间厚度tg为95 mm,剪力键间距s为500 mm,剪力键宽高比w/h为2,连接长度Lg为6500 mm.结论 实际工程中,给定风机基础结构外形型尺寸后,可以优化求得连接段的最优构造形式.     

浅谈风机基础设计

本文介绍了风机基础的类型、受力特点,依此进行了设计方面的理论介绍;并结合乌拉特中旗风电场风机基础的设计和施工提出了本人对风机基础的一些粗浅设想。     

桩土参数对海上风机基础结构动力特性的影响分析

基于风机基础结构的动力学响应模型,考虑桩土相互作用对海上风机桩基础结构力学特性的影响,进行了主要桩土参数对基础结构动力响应的敏感度分析研究。结果表明,桩土参数对结构动力响应有显著影响,不同参数对于结构动力响应的敏感度不同,不同土壤的同一参数对于结构的动力响应敏感度亦不同。并给出了全粘土、全砂土、半粘土半砂土3种地基模型中参数敏感度大小排序,对海上风机基础结构的设计具有重要指导意义。     

桁架式模板体系的设计计算方法

目的为大跨度结构楼板的桁架式模板体系的设计计算,提出一种较为经济合理且简便易行的设计计算方法.方法以某大跨度框架结构工程的模板体系作为算例,依据相关规范和规定,考虑了结构的一些影响安全的因素和施工中的实践经验,建立了基本计算假定与适当的简化计算.结果通过对模板面板、小楞、支撑系统杆件的强度、挠度以及稳定性等方面的验算,验证了桁架式模板体系的安全可靠性,证明桁架式模板体系具有可行性且能满足国家现行规范和规定的要求.结论为大跨度框架结构楼板的模板体系设计提出了一种全新的设计计算方案,该设计计算方法在满足模板体系设计安全、实用、经济的前提下使模板体系设计更为简便,易于被施工技术人员所掌握.     

基础隔震层附加黏滞阻尼器结构优化设计方法

为合理有效地进行基础隔震结构隔震层黏滞阻尼器设计,提出一种根据隔震层位移和剪力设计侧重需求确定阻尼器参数的优化设计方法.针对隔震层设置黏滞阻尼器的基础隔震结构建立地震能量平衡方程,给出由地震结束时刻总输入能量预测隔震层最大位移与总剪力系数的简易方法,并利用动力时程分析验证预测法的准确性,结果表明阻尼器附加阻尼比越大则预...     

海上风机—基础水平振动的多自由度分析

为了对风机进行抗震设计,进行了风机塔和基础的动力分析。首先对近海风力发电机的塔和泥面线上基础进行了多自由度动力系统的自由振动分析,得到了自振频率和对应的振型。然后进行了近海风力机塔和泥面线上基础这一多自由度结构在地震作用下的动力分析,得到了结构物的位移反应。结果发现:对于多自由度结构的强迫振动,外荷载的频率与结构的任何一个自振频率相同时,位移幅值会无限大,即出现共振现象。当外荷载的频率与结构的自振频率接近时,结构物的位移反应也会很大。减震可通过调整结构的构造或者设置阻尼器。     

海上风机单桩基础疲劳损伤计算方法

为提高海上风机基础疲劳损伤计算的准确性,评价不同计算方法的适用性和影响,以海上风机单桩基础为例进行疲劳评价,建立全时域的动力分析模型和基于功率谱密度函数的频域疲劳损伤计算流程,研究气动阻尼比取值、风与波浪联合作用、应力幅概率分布模型对基础疲劳损伤的影响. 结果表明：基础疲劳损伤受气动阻尼比影响突出,风致疲劳损伤对气动阻尼比的敏感性大于浪致疲劳损伤;由于风与波浪联合作用对基础的疲劳损伤有较大影响,简单叠加风致疲劳损伤和浪致疲劳损伤得到的结果较风与波浪联合作用时偏小;确定合适的应力幅概率分布模型十分必要,频域法中采用Dirlik模型得到的风致疲劳损伤和采用快速傅里叶逆变换（IFFT）的浪致疲劳损伤分别与时域法的结果相近,但叠加的总疲劳损伤小于风与波浪联合作用时的总疲劳损伤.     

风机设计的优化问题

本文提出了风机设计优化的一般原则,讨论了轴流风机与离心风机优化设计研究的现状。指出了风机优化设计的发展方向。     

冲击夯箱体结构优化设计方法研究

以冲击夯箱体为研究对象,分析了箱体类结构设计在我国的研究发展情况,提出了冲击夯箱体的结构优化设计方法,应用有限元分析软件ANSYS建立了箱体有限元模型,并对箱体进行了初步的结构优化设计．     

结构优化设计的一个方法

本文提出了一种将齿形法与有约束的“三点调优”相结合的新型结构优化设计方法.它是将满应力准则、位移准则与非线性规划方法结合起来.运用射线涉把设计点拉至最严约束边界,利用“三点调优”的方法进行“λ搜索”.在“λ搜索”中通过结构近似重分析和敏度分析计算动态尺寸下限,使整个优化过程始终沿着有效约束边界进行而尽快达到最优点,从而减少了内力重分析次数,加速了收敛于精确解.通过将此新的方法结合在 DESAPI 程序中的运用,经考题验证该方法提高了原程序的收敛精度和计算效率.     

海上风电基础波浪爬升预测方法研究综述

为全面了解海上风电基础波浪爬升预测的研究进展,准确把握风电基础波浪爬升预测方法的发展趋势,本文以风电基础波浪爬升的分类标准为出发点,综述了国内外研究者关于目前海上风电基础波浪爬升预测研究中所采用的绕射理论、速度水头理论及机器学习方法3种波浪爬升预测方法,介绍了各种方法的发展历程,并总结了基础周围波浪爬高预测的主要研究趋...     

重力式基础陆上风机结构长期动力特性试验研究

为了揭示陆上风机服役期间动力特性发展规律,针对现有重力式基础支撑的陆上风机结构开展1∶50缩尺模型试验,结合相似性理论获得风机结构在服役状态下的整机频率和阻尼演变规律. 建立顶部集中质量—塔架—基础的简化模型,基于相似性理论和循环加载装置开展7组相关试验. 试验结果表明：陆上风机结构自振频率比在运行期间呈增长的趋势,且增长速率随着循环加载次数增加逐渐减小,结构阻尼比则呈逐渐减小的发展趋势;在循环加载过程中,基底土体应变水平和荷载频率对结构动力稳定性的影响较大.