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摘要：近些年,随着能源需求的增加,陆上风电开发的日趋饱和,人们越来越多的把目光投向海上风电。造价的昂贵,施工、维护的不便,使得海上风电机组的经济性、安全性与稳定性成为当今探讨的热点,海上风电机组的支撑结构设计不足则不可避开的成为国内外探讨机构开发海上风电所须解决的首要不足之一。本论文在缺乏相关设计规范的情况下,根据国内外探讨成果,对海上风电机组支撑结构型式、经济性、适用性等方面进行浅析,并根据我国今后一段时间内拟开发海域的海洋水文条件,对适用于20-50m水深的海上风电机组导管架式支撑结构设计中的关键技术不足进行探讨。在此历程中参考了成熟的海上石油平台的设计策略,以海洋工程的角度,考虑海洋水文、地质等因素的影响,对机组支撑结构进行全面浅析。首先,对支撑结构型式进行了选型设计。与此同时,对机组各工况浅析,计算出支撑结构顶部法兰处的载荷,考虑了波、流、海生物附着等环境载荷的影响,合理的组合出适用于海上风电机组支撑结构设计的载荷工况。其次,参考海上石油平台的设计策略,运用海洋工程软件SACS,对导管架式支撑结构进行建模,并对泥面下部桩体进行定义,利用P-Y曲线法,对桩体与土壤的耦合不足进行等效处理,把非线性不足转化为线性不足,以便对结构进行力学浅析。最后,参照美国石油协会(API)对海上结构的规范,对导管架式支撑结构进行静强度、屈曲、稳定性等方面的校核,以及支撑结构整体的模态、地震响应的求解浅析,根据计算结果,比较API规范,优化结构,最终得到满足设计要求的海上风电机组支撑结构。本论文以海洋工程结构设计角度出发,对海上风电机组支撑结构设计中的载荷组合方式,力学分析前的桩-土耦合不足处理,以及如何根据力学浅析结果快速、准确的进行优化等关键技术不足进行了探讨。对后期海上风电机组支撑结构设计,有一定的参考价值。关键词：海上风电论文支撑系统设计论文导管架论文力学浅析论文
摘要3-4
Abstract4-7
第1章 绪论7-14
1.1 选题作用7-8
1.2 海上风电及机组支撑系统探讨近况8-13
1.3 本论文主要探讨内容13-14
第2章 海上风电机组支撑系统选型设计14-20
2.1 海上风电机组支撑系统结构型式浅析14-18
2.2 支撑系统结构型式选取18-19
2.3 本章小结19-20
第3章 海上风电机组载荷计算与浅析20-32
3.1 机组上部结构载荷计算20-24
3.2 海洋水文及环境载荷24-27
3.3 土壤地质数据浅析27-29
3.4 机组载荷工况确定29-30
3.5 本章小结30-32
第4章 导管架型式支撑系统静强度浅析32-52
4.1 桩-土耦合不足处理34-37
4.2 支撑结构杆件强度计算与校核37-43
4.3 支撑结构节点校核43-48
4.4 导管架式支撑结构桩体承载能力校核48-50
4.5 本章小结50-52
第5章 导管架型式支撑系统动力学浅析52-62
5.1 导管架式支撑系统模态浅析52-55
5.2 导管架式支撑系统地震响应浅析55-61
5.3 本章小结61-62
第6章 结论与展望62-64
6.1 结论62-63
6.2 展望63-64