基于MATLAB和CAE軟件的風(fēng)電結(jié)構(gòu)計(jì)算程序開發(fā)及安全評(píng)價(jià).pdf

1、近年來隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染等問題愈發(fā)嚴(yán)重，風(fēng)能作為一種無污染的清潔新能源受到越來越多的關(guān)注。無論是海上風(fēng)機(jī)支撐結(jié)構(gòu)的疲勞分析還是陸上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)安全性評(píng)價(jià)，風(fēng)電結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)都涉及到大量的計(jì)算，并且參數(shù)繁多，很容易出錯(cuò)。又由于并無準(zhǔn)確的規(guī)范可以參照，因此本文基于MATLAB和CAE軟件針對(duì)風(fēng)電結(jié)構(gòu)開發(fā)計(jì)算程序，分別對(duì)二者進(jìn)行深入地分析研究。具體研究工作如下：
　　（1）海上風(fēng)機(jī)支撐結(jié)構(gòu)所受的荷載計(jì)算。介紹了隨機(jī)波浪荷載的時(shí)域和頻域計(jì)算理

2、論，基于莫里森方程在時(shí)域和頻域內(nèi)建立了風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)波浪力的計(jì)算模型，分別通過ANSYS的二次開發(fā)和MATLAB編制水動(dòng)力荷載的計(jì)算程序；確定作用在海上風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載，根據(jù)動(dòng)量—葉素理論使用MATLAB開發(fā)計(jì)算程序模擬脈動(dòng)風(fēng)速，并計(jì)算葉輪風(fēng)機(jī)荷載和塔架所受風(fēng)荷載。
　?。?）基于ANSYS二次開發(fā)的荷載作用下結(jié)構(gòu)時(shí)域疲勞計(jì)算程序開發(fā)。以某海上單樁式基礎(chǔ)為研究對(duì)象，分析風(fēng)機(jī)荷載和波浪荷載單獨(dú)作用下的不同疲勞計(jì)算方法，計(jì)算不同工況下

3、的疲勞損傷；編制波浪荷載作用下結(jié)構(gòu)頻域疲勞計(jì)算程序，計(jì)算不同工況下的疲勞損傷，與時(shí)域的計(jì)算結(jié)果對(duì)比。
　?。?）疲勞荷載組合方法研究。假定荷載之間沒有相互影響，整合損傷疊加法、等效應(yīng)力法、完全時(shí)域法等多種疲勞荷載組合方法編制計(jì)算程序。以實(shí)際海上風(fēng)機(jī)為例，采用計(jì)算程序計(jì)算結(jié)構(gòu)疲勞損傷值。對(duì)比計(jì)算結(jié)果，分析討論不同組合方法的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用性。
　?。?）風(fēng)浪耦合作用下支撐結(jié)構(gòu)的時(shí)域疲勞研究?？紤]荷載之間存在相互影響，基于翼型氣動(dòng)

4、原理，對(duì)風(fēng)機(jī)氣動(dòng)阻尼進(jìn)行了分析，建立風(fēng)機(jī)氣動(dòng)阻尼的計(jì)算模型，將氣動(dòng)阻尼加入支撐結(jié)構(gòu)在風(fēng)浪同時(shí)作用下的時(shí)程分析中，編制耦合作用下結(jié)構(gòu)時(shí)域疲勞計(jì)算程序。計(jì)算不同工況下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)和疲勞損傷，并與不考慮氣動(dòng)阻尼的結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證耦合作用的必要性。提出計(jì)算耦合作用的可行性方法。
　　（5）以某工程為實(shí)例，基于ABAQUS計(jì)算分析新型梁板式基礎(chǔ)的穩(wěn)定性情況，對(duì)結(jié)構(gòu)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)。驗(yàn)證梁板式基礎(chǔ)對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性；建立錨桿基礎(chǔ)模型，通過計(jì)算位移值探