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基于ABAQUS的海上风电机组基础结构安全性研究

作　者: 戴澍
导　师: 解德
学　校: 华中科技大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 海上风电机组基础结构海洋环境载荷 ABAQUS
分类号: P752
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 54次
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内容摘要

能源是现代化工业社会必不可少的资源,直接推动了科学技术的进步和发展。但是人类的主要消耗能源——化石能源已经日趋稀少,迟早有开发殆尽的一天。在严重的资源和环境压力下,清洁能源——风能开始成为世界各国争相发展的产业。因此,海上风电场的建设日益成为当前海洋工程领域的热点问题。对于海上风电机组,其基础结构的安全性是其设计建造的关键技术之一。首先,海上环境载荷是一个非常复杂的非线性问题,理论分析和计算十分困难。其次,基础结构作为风电机组的主体部分,它的质量直接决定了风电机组的安全性,可靠性和稳定性。因此,对海上风电机组基础结构的安全性进行分析具有重大意义。本文主要目的在于探讨海上风电机组基础结构的安全性问题。分析了还是风电机组的发展潜力,探讨了基础结构的结构形式。在研究了大量国内外相关文献之后,以波浪载荷为出发点,采用Morison方程,系统地分析和推导了海上风电机组基础结构的波浪载荷计算方法。在此基础之上,结合ABAQUS用户子程序的强大功能,提出环境载荷的有限元计算方法并开发了相应的DLOAD子程序和程序界面。最后采用虚拟裂纹闭合法和数值计算方法,对基础结构的断裂问题进行了分析,并给出了相关算例。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
主要符号说明  6-10
1 绪论  10-21
  1.1 选题背景，目的和意义  10-13
  1.2 海上风电机组基础形式  13-18
  1.3 国内外研究现状  18-19
  1.4 论文主体框架和创新之处  19-21
2 基础结构波浪载荷分析  21-42
  2.1 直立桩柱上的波浪力  22-26
  2.2 倾斜桩柱上的波浪力  26-29
  2.3 ABAQUS 用户子程序  29-31
  2.4 算例分析  31-41
  2.5 本章小结  41-42
3 基础结构环境载荷分析  42-60
  3.1 风载荷计算方法  42-46
  3.2 海流载荷计算方法  46-47
  3.3 斯托克斯波浪载荷计算方法  47-54
  3.4 算例分析  54-58
  3.5 开发程序界面  58-59
  3.6 本章小结  59-60
4 基础结构断裂分析  60-81
  4.1 断裂力学基本理论  60-61
  4.2 虚拟裂纹闭合法  61-64
  4.3 壳单元DLOAD 应用方法  64-69
  4.4 算例分析  69-80
  4.5 本章小结  80-81
5 总结与展望  81-83
致谢  83-84
参考文献  84-88
附录1 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  88-89
附录2 波浪载荷DLOAD 子程序  89-91
附录3 环境载荷DLOAD 子程序  91-96
附录4 三维壳单元波浪载荷DLOAD 子程序  96-97

基于ABAQUS的海上风电机组基础结构安全性研究

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