基于ABAQUS的海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)安全性研究

【摘要】：能源是現(xiàn)代化工業(yè)社會(huì)必不可少的資源,直接推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。但是人類的主要消耗能源——化石能源已經(jīng)日趨稀少,遲早有開(kāi)發(fā)殆盡的一天。在嚴(yán)重的資源和環(huán)境壓力下,清潔能源——風(fēng)能開(kāi)始成為世界各國(guó)爭(zhēng)相發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。因此,海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)日益成為當(dāng)前海洋工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。 對(duì)于海上風(fēng)電機(jī)組,其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全性是其設(shè)計(jì)建造的關(guān)鍵技術(shù)之一。首先,海上環(huán)境載荷是一個(gè)非常復(fù)雜的非線性問(wèn)題,理論分析和計(jì)算十分困難。其次,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)作為風(fēng)電機(jī)組的主體部分,它的質(zhì)量直接決定了風(fēng)電機(jī)組的安全性,可靠性和穩(wěn)定性。因此,對(duì)海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行分析具有重大意義。 本文主要目的在于探討海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全性問(wèn)題。分析了還是風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展?jié)摿?探討了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式。在研究了大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)之后,以波浪載荷為出發(fā)點(diǎn),采用Morison方程,系統(tǒng)地分析和推導(dǎo)了海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的波浪載荷計(jì)算方法。在此基礎(chǔ)之上,結(jié)合ABAQUS用戶子程序的強(qiáng)大功能,提出環(huán)境載荷的有限元計(jì)算方法并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的DLOAD子程序和程序界面。最后采用虛擬裂紋閉合法和數(shù)值計(jì)算方法,對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的斷裂問(wèn)題進(jìn)行了分析,并給出了相關(guān)算例。 【關(guān)鍵詞】：海上風(fēng)電機(jī)組 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 海洋環(huán)境載荷 ABAQUS
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TM614;P752
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 主要符號(hào)說(shuō)明6-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 選題背景，目的和意義10-13
• 1.2 海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)形式13-18
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 論文主體框架和創(chuàng)新之處19-21
• 2 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)波浪載荷分析21-42
• 2.1 直立樁柱上的波浪力22-26
• 2.2 傾斜樁柱上的波浪力26-29
• 2.3 ABAQUS 用戶子程序29-31
• 2.4 算例分析31-41
• 2.5 本章小結(jié)41-42
• 3 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)環(huán)境載荷分析42-60
• 3.1 風(fēng)載荷計(jì)算方法42-46
• 3.2 海流載荷計(jì)算方法46-47
• 3.3 斯托克斯波浪載荷計(jì)算方法47-54
• 3.4 算例分析54-58
• 3.5 開(kāi)發(fā)程序界面58-59
• 3.6 本章小結(jié)59-60
• 4 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)斷裂分析60-81
• 4.1 斷裂力學(xué)基本理論60-61
• 4.2 虛擬裂紋閉合法61-64
• 4.3 殼單元DLOAD 應(yīng)用方法64-69
• 4.4 算例分析69-80
• 4.5 本章小結(jié)80-81
• 5 總結(jié)與展望81-83
• 致謝83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文88-89
• 附錄2 波浪載荷DLOAD 子程序89-91
• 附錄3 環(huán)境載荷DLOAD 子程序91-96
• 附錄4 三維殼單元波浪載荷DLOAD 子程序96-97

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