复杂荷载作用下海上风机故障停机分析

以10 MW固定式海上风机为研究对象，建立了风-浪-地震-故障海上风机整体耦合模型，模拟了发电机断网引发故障停机的过程，利用时频分析方法探究了该过程中海上风机结构响应机理。结果表明，风浪作用时结构响应的控制频率为风频和波频；地震作用时结构响应显著增加，海上风机的二阶频率成为控制频率；故障停机时结构响应进一步增大，顺桨停机显著激发了海上风机的基频，揭示了海上风机结构的安全性设计应充分考虑此类故障停机情况。     

土与结构相互作用对海上风机TMD减振效果的影响研究

通过建立考虑土与结构相互作用的海上风机支撑结构三维有限元分析模型,结合泥面处固定连接和不同的地基土性质,研究了风浪荷载联合作用下海上风机TMD的减振效果,分析了土与结构相互作用对TMD减振效果的影响。结果表明,若将泥面处简化为固定连接,会严重低估风机结构的动力响应;土与结构相互作用会放大风机结构的动力响应,且降低TMD的减振效果,与泥面处固定连接相比控制率降低约4%;在其他条件都相同的前提下,风机结构的动力响应随地基土弹性模量的增大而减小,且土体工程性质越好,TMD的减振效果越好。     

考虑冲刷深度的海上风机地震易损性研究

在地震和波浪等复杂环境荷载作用下,海上风机的桩周冲刷和地震动水压力会显著影响海上风机的动力响应。建立了考虑地震动水压力及桩周冲刷效应的海上风机非线性动力计算模型,首先基于场地相关反应谱选取了34条地震动记录,通过多条带分析方法获取了不同工况下海上风机的地震易损性曲线,进一步讨论了地震动水压力和冲刷深度对海上风机地震易损性的影响。研究表明：在一般设防烈度下,冲刷深度对海上风机受到地震荷载作用时能否正常工作有显著影响,对风机发生永久性破坏概率的影响较小;而动水压力对海上风机4种极限状态下的地震易损性的影响均较小。海上风机易损性分析可为海上风机的抗震设计提供一定的理论指导,并具工程应用价值。     

考虑外平台影响下海上风机单桩基础结构地震动力响应分析

随着海上风机单桩基础的广泛应用，分析单桩基础及其附属结构在地震荷载作用下的动力响应具有重要意义。为此，采用ABAQUS有限元分析软件建立了单桩-外平台整体结构模型，采用粘弹性边界法模拟地震荷载施加，分析了地震作用下整体结构的动力响应情况，并探究了外平台对单桩自振特性及响应的影响。研究结果表明：地震荷载作用下，单桩-外平台整体结构的应力最大值出现在工作平台和支撑杆连接处，水平位移最大值出现在顶部工作平台上，牛腿应力和位移相对较小；外平台对单桩的自振频率具有减缓增大的作用，可降低基频，且会小幅度增大单桩基础应力，对单桩基础的稳定工作不会产生较大影响。     

大型海上风机施工短暂工况下的模态分析

海上风电建设中常因异常气象干扰发生施工中断,出现叶片延期安装等施工短暂工况,需重视此类工况下机组的结构安全。依托某海上风电工程,提出了一种机组整体建模方法,采用Block Lanczos法对机组展开模态分析,研究了各施工短暂工况下机组自振特性,并分析了机舱对机组自振频率的影响。数值分析结果表明,在风轮延迟安装工况下,机舱转动惯量及偏心对结构高阶模态影响较为明显;相比于整机工况,各施工短暂工况下,结构模态自振频率均出现较明显提高,不存在波浪荷载激励下的共振风险。     

海上风电场风机基础投资估算初探

海上风电场风机基础投资估算条件复杂多样。该文根据海上风电场投资估算编制现状,结合目前开展的海上风电场项目,分析风机基础的投资构成,并对定额的组成进行初步探讨,供参考。     

地震作用下抗滑桩作用机制研究

采用 Ansys 有限元计算软件,选取某抗滑桩加固滑坡为例,采用人工地震波,研究地震作用下抗滑桩与坡体相互作用机制。研究结果表明：各特征点动土压力、动位移值均随着输入地震波加速度的增加而增加,其峰值出现时间稍晚于地震波加速度峰值时间。处于稳定岩体部分桩的反力最大值和分布形式因不同时刻的地震加速度不同有较大的差异。滑体内部段桩土压力在深度上的分布除桩顶以外,其余部分的土压力基本属于均匀分布。输入的地震波加速度越大抗滑桩的变形越大,桩身位移沿桩顶向下减小。     

地震作用下渡槽槽架结构位移控制的可靠度研究

 以渡槽槽架结构的层间位移和顶点位移作为控制标准,提出了渡槽槽架结构在小震作用下位移控制的可靠度分析模型;基于现行相关规范,提出了渡槽槽架结构的层间位移和顶点位移控制限值;根据各随机变量的统计特征,采用Monte-Carlo模拟与有限元相结合的方法对渡槽槽架结构体系位移控制的可靠度进行了研究,为渡槽结构在地震作用下的可靠度分析和设计提供了一种新方法。     

海上风电场风机基础的选型设计

海上风能是一种清洁能源,有着广阔的应用前景,目前国内海上风电场的基础设计有待于进一步研究。以东海大桥海上风电场的基础选型设计为例,介绍了单桩、群桩、三角桩三种基础型式的结构计算,并结合施工条件和经济性进行综合比较。确定出东海大桥海上风电场的基础为大直径单根钢管桩基础型式。单根钢管桩基础以其自重轻、构造简单、受力明确,可为类似自然条件的海上工程提供参考。     

海上风机整体结构动力模型试验设计

基于弹性相似律和佛汝德数(Froude)相似得到水弹性相似律,并考虑弯曲刚度相似,给出海上风机整体结构各参数原型和模型之间的相似关系。以NREL 5MW基准风机和5桩基础结合建立的海上风机整体结构为背景,根据相似律完成海上风机整体结构的模型设计。使用SACS软件分别建立海上风机原型和模型的数值模型,开展动力特性和在风机荷载作用下的结构响应分析,依据数值分析结果进行相似律的验证。     

地震作用下双槽渡槽半主动变阻尼控制分析

渡槽结构的抗震安全性一直是需要关注的问题,通过采用变阻尼控制装置对大型双槽渡槽开展地震横向振动半主动控制方法研究,探讨双槽渡槽结构的二次型最优算法的半主动控制效果。采用离散化方法,将被控双槽结构离散为多自由度体系梁段单元,然后建立双槽渡槽结构－变阻尼系统力学模型并建立运动微分方程,进而结合工程实例并借助ＭＡＴＬＡＢ软件,对比分析半主动控制与主动控制策略的控制效果。研究表明半主动变阻尼控制装置可以降低渡槽结构横向地震响应,半主动变阻尼控制的墩底弯矩和剪力较主动控制明显减小。     

叶轮延迟安装工况下海上风机塔筒动力响应研究

海上风机叶轮延迟安装会给顶部结构带来较大偏心,研究该工况下风机的动力特性具有一定必要性.建立包含塔筒连接法兰及连接螺栓的风机精细化有限元模型,对风机展开模态分析与非线性时程分析.数值分析结果表明,叶轮延迟安装工况下,风机在波浪荷载激励下无共振风险.极端工况下,机组塔顶晃动在规范允许范围内;塔筒连接螺栓Mises应力在预...     

地震作用下重力坝位移响应分析

地震对重力坝的稳定性具有较大影响,为了分析地震影响下重力坝的位移响应特征,利用ADINA软件建立数值模拟模型,结合场地的地震参数,确定主余震关系曲线。根据数值模拟计算结果可知,主余震强度比和超载倍数对重力坝的位移增量和位移增长率影响密切。位移增量随着主余震强度比和超载倍数的增大而增大;位移增长率随着主余震强度比增大和超载倍数减小而增大,余震对坝体位移的影响较大。在进行后期工程设计时,需要充分考虑地震余震的影响,以保证计算结果准确。     

海上风机单桩基础局部冲刷计算分析

依据波、流联合作用下的韩海骞公式计算江苏某海上风电场桩基局部冲刷深度,再采用SACS软件对结构进行分析结果表明,局部冲刷增加桩身侧向位移,降低整机频率,疲劳损伤大。解决这些问题可通过加大桩径和桩长,要设计出既经济又安全的基础尺寸,还需结合实际工程的冲刷观测结果进行更准确的预测。     

海上漂浮式风机发展调研及分析

经调研全球各地海上漂浮式风机的发展历史、现状,总结分析了现有不同漂浮式风机基础平台型式的结构特点及相关特性,对已经开发、正在开发和将要开发的漂浮式风电场进行了汇总分析,通过技术进步和削减建造成本提高竞争力,加强浮式风机领域的技术研究,以期在漂浮式技术方面跻身世界前列。     

TMD在城市天桥振动控制中的应用

正随着城市交通压力的不断加大,城市的主干道路也在不断的加宽,比较常见的宽度大约是在40~50米之间,而在此宽度范围内的道路上架设的天桥,该长度的天桥自振频率和行人走步的频率是比较接近的,这就使得共振的发生几率大大增加,对天桥的结构安全以及使用都有着非常严重的影响。使用TMD这种方法来进行天桥振动控制是比较常见的、也是效果非常显著的。     

中欧海上风电项目风机可利用率对比分析

可利用率是衡量风机设备质量和风场运维水平的一项重要指标。海上风电场与陆上风电不同,受天气因素和运维策略影响较大,如何科学地计算可利用率指标十分重要。目前,国内对风机可利用率的算法各不相同,需要在行业内形成统一的计算方式。通过对比国内外2座典型海上风场的风机可利用率算法,分析其计算结果差异较大的原因,指出各自计算可利用率方法的缺陷和不足,并推荐使用发电量作为海上风场(风机)可利用率评价的统一性能指标。     

冰激海上风机基础结构疲劳寿命评估

基于Miner线性疲劳损伤累积理论和材料S-N曲线,假定渤海海域冰厚和冰速服从耿贝尔逻辑模型,建立了冰激海上风机结构的谱疲劳寿命评估方法并总结了谱疲劳寿命评估流程,通过对目前海上风机常用的两种基础(单立柱三桩导管架基础和桁架式导管架基础)进行谱疲劳寿命评估,得出冰激单立柱三桩导管架基础和桁架式导管架基础的疲劳寿命分别为55.25年和86.81年,验证了方法的合理性。文章的研究对海上风机基础结构抗冰研究有一定的应用价值。     

海上风机质保期内运维管控新模式探索

大多数风电场风机的质保期内,风机的维护工作由风机厂家自行负责,业主介入较少,不利于业主对设备健康状况的掌握和业主主导风机的运行维护。以双方合同规定的权责为基础,将风机厂家维护部纳入业主的运维之中。实施运维管控新模式后,海上基建期代保管工作到位,生产期海上工作安全职责明确、风机运维协调顺畅、风机可靠性提升,风机故障损失电量减少,对未来的海上风电项目提供了可参考、可复制的管理模式。