自升式風(fēng)電安裝船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與優(yōu)化.pdf

1、能源和環(huán)境問題嚴(yán)重制約中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)力，發(fā)展以海上風(fēng)電為代表的可再生能源是有效解決途徑之一。自升式風(fēng)電安裝船（簡稱自升式風(fēng)裝船）作為最新一代建設(shè)近海風(fēng)電場專用工程裝備，其作業(yè)環(huán)境惡劣，承受風(fēng)、浪、流和海底土等海洋環(huán)境的長期相互作用，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求特別高。本文以“SEA INSTALLER”號(hào)超大型自升式風(fēng)裝船為研究原型，開展自升式風(fēng)裝船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析和優(yōu)化，分析惡劣載荷環(huán)境對(duì)自升式風(fēng)裝船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響規(guī)律，并對(duì)其關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，為

2、自升式風(fēng)裝船設(shè)計(jì)和建造提供依據(jù)。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)建立了自升式風(fēng)裝船整體分析模型及其升降系統(tǒng)精細(xì)非線性分析模型。通過P-y曲線將樁-土的相互作用引入整體分析模型中，使得整體分析模型的受力情況與自升式風(fēng)裝船在海洋中作業(yè)的實(shí)際情況基本相符。結(jié)合MPC技術(shù)和接觸算法建立了包含多個(gè)組件的局部結(jié)構(gòu)精細(xì)非線性分析模型，實(shí)現(xiàn)了非主要研究組件簡化建模、將波流載荷引入到計(jì)算模型的目的。
　　(2)基于自升式風(fēng)裝船整體分析

3、模型，開展了其整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度多因素正交試驗(yàn)分析。選取入泥深度、作業(yè)水深、空氣間隙、風(fēng)向角度和橫向長度五個(gè)因素為主要考察對(duì)象，評(píng)價(jià)指標(biāo)為硬質(zhì)土和軟質(zhì)土兩種條件下的結(jié)構(gòu)最大等效應(yīng)力和最大綜合位移。結(jié)果表明作業(yè)水深是主要因素，作業(yè)風(fēng)向角為較重要因素。通過正交試驗(yàn)優(yōu)化五個(gè)因素的取值并與現(xiàn)有參數(shù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，參數(shù)優(yōu)化后，自升式風(fēng)裝船關(guān)鍵考察點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化幅度、結(jié)構(gòu)弱點(diǎn)的應(yīng)力時(shí)程變化幅值都得到較大的改善。
　　(3)基于升降系統(tǒng)精細(xì)非線性分析模