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1、2017年第4期造船技術(shù)No．4總第338期MARINETECHNOLoGYAug．，2017文章編號(hào)：1000一3878(2017)04-0035一05浮式風(fēng)機(jī)系泊區(qū)域局部強(qiáng)度分析李強(qiáng)，劉陽，張朝，張春雷，周蕊(北京高泰深海技術(shù)有限公司，北京100011)摘要對(duì)浮式風(fēng)機(jī)系泊區(qū)域局部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度運(yùn)用簡(jiǎn)化船體梁法進(jìn)行計(jì)算分析，借助有限元軟件對(duì)該區(qū)域局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，描述建立這種復(fù)雜不規(guī)則模型時(shí)需要運(yùn)用的技巧，建立浮式風(fēng)機(jī)系泊區(qū)域局部結(jié)構(gòu)有限元模型。闡述浮式風(fēng)機(jī)系泊區(qū)域局部結(jié)構(gòu)有限元結(jié)構(gòu)分析方法，以
2、及在加載過程中應(yīng)該注意的受力轉(zhuǎn)換，所得到的浮式風(fēng)機(jī)系泊區(qū)域局部結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果滿足規(guī)范要求。關(guān)鍵詞浮式風(fēng)機(jī)；系泊區(qū)域局部結(jié)構(gòu)；船體梁；有限元；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度中圖分類號(hào)U662文獻(xiàn)標(biāo)志碼ALocalStr明gthAnalysisofMOoredAreaofFloatingWindTurbineLIQiang，LIUYang，ZHANGZhao，ZHANGChunlei，ZHOURui(COTECOffshoreEngineeringServices(Beijing)，Beijing100011，China)
3、Abstr舵tThelocalstructurestrengthofthemooringareaofthefloatingwindturbineiscalculatedandanalyzedbysimplifiedhullgirdermethod．The10calstructureofmooringareaisanalyzedwithfiniteelementmethod．Someusefultechniquesisdescribedwhilebuildingcomplexandirregular
4、models．Thelocalstructureofmooringareafiniteelementmodelises—tablishedandthefiniteelementanalysisisdescribed．Theforceconversionshouldbepaidattentiontoduring10ading．Theanalysisresultsofthelocalstructureofthemooringareaofthefloatingwindturbinemeettherequ
5、irementsofthecode．】j【eywordsfloatingwindturbine；localstructureofmooringarea；huUgirder；finiteele—ment；structuralstrengthO引言隨著全球?qū)δ茉吹木薮笮枨?，風(fēng)電行業(yè)作為新能源領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化程度最高的行業(yè)得到了高速發(fā)展，陸上風(fēng)電開發(fā)已逐漸趨于飽和，海上風(fēng)電則越來越受到重視，其中深海風(fēng)電代表著未來海上風(fēng)電發(fā)展的方向[1]。開發(fā)深海風(fēng)能資源，由于水深的限制，采用傳統(tǒng)的固定式基礎(chǔ)將導(dǎo)致成本激增，且
6、服役期滿拆卸不便[2]，而浮式風(fēng)機(jī)具有開發(fā)不受水深限制，機(jī)動(dòng)性好，方便維護(hù)等特點(diǎn)[3]。近些年，計(jì)算機(jī)和我國海洋工程科學(xué)領(lǐng)域都得到了迅速發(fā)展，很多新型材料也不斷出現(xiàn)并得到廣泛應(yīng)用，對(duì)于超出船級(jí)社規(guī)范計(jì)算公式范圍的平臺(tái)，有限元分析法就成為海洋工程結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)的重要計(jì)算工具[4]。為了對(duì)浮式風(fēng)機(jī)向外伸出的系泊區(qū)域這一特殊的局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，本文參照美國船級(jí)社相關(guān)規(guī)范運(yùn)用傳統(tǒng)的船體梁理論和有限元分析法進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算。1建立模型本浮式風(fēng)機(jī)設(shè)定在南海海域作業(yè)，位置約東經(jīng)1lo。38’，北緯8。37’，其
7、距甘蔗島20km，距達(dá)州島作者簡(jiǎn)介：李強(qiáng)(1981一)，男，工程師．主要從事船舶與海洋工程方面的研究·36·造船技術(shù)2017年第4期(總第338期)17km，平均水深約135m。浮式風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)包括：3個(gè)立柱、1個(gè)中立柱、3個(gè)浮箱、3個(gè)垂蕩阻尼板和頂部連接支撐結(jié)構(gòu)。浮式風(fēng)機(jī)的三維模型如圖1所示。曲圖l浮式風(fēng)機(jī)三維模型浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)主要參數(shù)如表1所示。表1浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)主要參數(shù)m2簡(jiǎn)化船體梁計(jì)算方法根據(jù)浮式風(fēng)機(jī)系泊區(qū)域局部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和邊界條件，可以將其簡(jiǎn)化為變截面的懸臂梁結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的工況將其簡(jiǎn)化成不同
8、的梁模型，并采用簡(jiǎn)單梁的理論，分析船體梁危險(xiǎn)斷面處的各應(yīng)力[5]。浮式風(fēng)機(jī)系泊區(qū)域局部結(jié)構(gòu)如圖2所示。2．1系泊區(qū)域局部結(jié)構(gòu)受力分析和邊界條件錨鏈作用在系泊區(qū)域的集中力載荷根據(jù)不同的工況分別為P。，P2，P。，其大小分別為60t，380t，640t。根據(jù)規(guī)范得出甲板的計(jì)算壓頭^。一6．1m，得出均布載荷Q。一536800N／m。結(jié)構(gòu)自重也可秘制圖2系泊區(qū)域局部結(jié)構(gòu)近似為均布載荷，計(jì)算可得Q2—1234640N／m。對(duì)于簡(jiǎn)化成懸臂梁的系泊區(qū)域局部結(jié)構(gòu)，一端可認(rèn)為是剛性固定，3種工況懸
