海上风电安装船桩腿动载缓冲研究与强度分析

发布时间：2020-10-10 21:00

　　 自1991年丹麦建成第一个海上风力发电场以来,风电机组设备的安装一直是风电场建设的一个重要的研究议题。风电机组设备的安装由最初的自升式平台与运输驳船联合安装,到2003年第一艘风电机组专用安装设备——自升自航式平台Mayflower的出现,发展到现在的带定位桩腿的自航船安装,海上风电场的建设速度得到了极大提高。海上风电场的建设日益受到全世界的关注。 近年,为充分利用我国丰富的海上风能资源,海上风电场的建设项目也已提上议程。同时风电机组的安装设备风电设备安装船的研究是海上风电场建设的一个重要议题。本文即是对风电设备安装船的研究。因风电设备安装船的历史并不久远,国外相关的研究文献很少,在国内仍没有相关的研究内容。因此,本文的研究结果对后来的风电安装船的设计研究有很好的参考价值。 本文阐述了海上风电场安装设备的发展状况,并介绍了各种安装设备的优缺点。针对本风电设备安装船,详细介绍了其船体型线特征,总布置及配备设备情况,及桩腿、桩靴的结构特点,此外还提出了固桩区缓冲设计方案。对风电设备安装船一个作业周期内的各个操作状态进行了详细描述。叙述了各操作状态的特点,提出各状态应注意的问题。应用已有的经验公式,计算风电设备安装船的风、流载荷;基于波浪三维势流理论,借助计算机软件,直接计算得到风电设备安装船的波浪载荷。建立桩腿的结构有限元模型,施加边界条件,将计算得到的波、浪、流环境载荷分配到单个桩腿,用有限元软件NASTRAN对桩腿进行强度分析。对固桩区作缓冲设计。应用有限元软件ABAQUS建立桩腿固桩区结构模型,施加边界条件及动载荷,分析不同橡胶材料弹性模量及不同载荷冲击频率下结构的动态响应,比较不同方案下的桩腿应力变化曲线,分析缓冲装置的缓冲效果。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：P752;TM614
【部分图文】：

自升式海洋平台、起重船、打桩船的基本功能于一身，是一种典型的自升自航式工程船。图 1-1 所示为风电设备安装船海上作业图。图1-1 海上风电设备安装船作业图Fig.1-1 Windmills battery fixing vessels are working at sea

这种用于风电场设备安装的自升式平台，具有代表性的有 A2SEA 公司的 SEAJACK号，如图 1-2 所示。图1-2 自升式平台 SEA-JACKFig.1-2 SEA-JACK

(1) 不需要拖航，效率高，价格低，可以单独完成海上作业任务。(2) 海上作业时，桩腿立于海底，船体升到水面以上，船体不受波浪载荷影响，工作图1-3 五月花号Fig.1-3 Mayflower resolution图1-4 风电安装船Fig.1-4 Wind farm installation vessel
【引证文献】

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2 仓鑫;800吨自升式起重平台站立状态的结构强度分析[D];上海交通大学;2011年

3 韩强;海上风机吊装作业船全船结构强度分析[D];江苏科技大学;2011年

4 孟祥伟;自升式平台支撑升降系统结构设计研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

5 车畅;插销爬杆型风电安装船升降装置液压与控制系统设计[D];武汉理工大学;2012年

6 张凤伟;风机安装船海上作业运动及其流体动力分析[D];哈尔滨工程大学;2012年

7 王玲玲;基于PROFIBUS的海上风电安装船升降控制系统研究[D];江苏科技大学;2012年

8 马义猛;海上风机吊装船动力系统设计及桩腿和船体强度分析[D];江苏科技大学;2012年

本文编号：2835580