基于多因素耦合的超大型风电安装船设计参数有限元计算与实船参数验证

针对超大型深水海上风机安装平台受到海洋等环境载荷的作用出现应力集中、应力周期性变化等特性,进而导致海上风机安装平台强度失效的问题,需要研究超大型深水海上风机安装平台结构强度各项参数有限元法优化设计方法。提出耦合5因素正交优化的有限元法分析方法,解析自升状态下的船位置点位移与时间变化的关系和结构中薄弱点应力与时间变化,并利用多因素耦合多因素正交优化方法优化超大型风安装船全船结构设计获取参数值,与超大型自升式风电安装船的实际参数进行对比。计算结果表明,参数优化后的自升式风机安装平台作业位置点的位移随时间变化程度和结构弱点的应力时程变化得到改善。研究提出的方法,对于造价昂贵、建造周期长的超大型海上风机安装平台而言,可以有效减少成本,提高船体寿命。     

半潜驳改装海上风机吊装船结构强度评估

海上风机吊装船是具备运输、起重功能的用于海上风电设备安装的海洋工程船。本文将1艘半潜驳船改装成海上风机吊装船,利用有限元软件对该船在拖航、坐底及吊装等典型作业工况下的结构强度进行计算分析,得到船体结构的应力分布及变形情况。计算评估方法和结果可为半潜驳改装海上风机吊装船的结构强度评估、改装方案可行性论证提供依据,也对类似船舶的改装设计开发具有参考价值。     

液压销孔式升降系统结构分析

升降系统是自升式风电安装船的核心设备，其结构稳定性是其平台和桩腿顺利实现升降的保证。本文以某自升式风电安装船的液压销孔式升降系统为研究对象，采用有限元方法建立其部件的结构模型，给出结构分析的载荷及边界条件，并运用有限元分析软件Ansys对各工况下的受力与变形进行求解,对计算结果进行分析和评估。研究结论为升降系统的设计与制造提供了理论指导，并为此类结构受力的设计计算提供参考。     

海上风机吊装船全船结构强度分析

以海上风机吊装作业船为对象,采用MSC.PATRAN软件建立全船结构有限元模型;通过该船的运输、安装等不同作业状况的分析,确定典型计算工况,并进行典型工况下的载荷分析和计算工作;对该船在典型工况下的应力进行计算和分析,得到了全船详细应力分布、变形情况。计算结果可以为海上风机吊装作业船的整体强度评估、船体结构优化提供有效依据,对该类型船的设计开发也具有指导意义。     

海上过驳平台全船强度计算及基座结构加强方案

以一艘典型的非自航式海上过驳平台为研究对象,选取6种典型作业工况,应用结构强度直接计算方法,获得船体各结构的应力和变形分布规律。通过对起重机基座与主甲板、中纵舱壁的交汇处等高应力区域的局部强度进行计算分析,得到基座结构响应、应力分布特点及最危险的作业形式,提出3种结构加强方案并进行比较研究。研究成果可以为海上过驳平台的结构设计提供依据。     

液压销孔式升降系统结构分析

升降系统是自升式风电安装船的核心设备,其结构稳定性是其平台和桩腿顺利实现升降的保证。文章以某自升式风电安装船的液压销孔式升降系统为研究对象,采用有限元方法建立其部件的结构模型,给出结构分析的载荷及边界条件,运用有限元分析软件ANSYS对各工况下的受力与变形进行求解,对计算结果进行分析和评估。研究结论表明,升降系统的结构强度满足规范要求,机械性能良好。此研究为升降系统的设计与制造提供了理论指导,并为此类结构受力的设计计算提供参考。     

海上风电作业平台总体强度有限元分析

以某典型海上风电作业平台为研究对象,根据《海上移动平台入级与建造规范》,对平台所受风载荷、波流载荷等进行计算;在作业工况、自存工况、预压工况和迁移工况下,采用有限元法计算平台结构强度,为结构设计提供保障和改进建议。     

超大型风电安装船液压升降系统结构件有限元分析

针对安装平台液压升降系统的单腿的结构形式中焊接结构件力学安全性能问题,如上部导向及铰接梁(yoke),其结构较为复杂,是主要的承力构件,必须要进行设计有限元力学计算以确保结构的安全性。利用有限元分析的方法对液压升降系统的单腿结构的上部导向和铰接梁在风电安装船或平台上升、桩腿下降和预压载工况下进行应力及变形分析计算。结果表明,设计符合材料和规范要求,该结构的力学强度满足要求,不会由于应力集中而带来安全问题。     

风电安装平台总体结构强度计算分析

介绍了风电安装船的工作流程。依据线性微幅波理论以及莫里森公式,采用水动力方法确定设计波参数,进行了升降工况、作业工况、自存工况等载况下的波浪载荷预报,得到了四个桩腿上的波浪流诱导载荷[1][2]。在此基础上建立结构三维有限元模型,对整船结构在各个计算工况下的应力分布情况进行了分析,列出了主要结构部位在不同工况下的最大应力,提出了总体强度及结构设计的关键要素,可为今后风电安装作业平台的结构设计提供参考。     

风电安装平台坐底冲刷结构强度分析评估

以“泓邦号”风机安装平台为例,对坐底式风机安装平台在坐底冲刷工况下的结构强度进行分析评估。利用FEMAP软件建立结构有限元模型,采用NX-Nastran求解器对平台的整体结构强度进行计算和评估。在此基础上,对平台在不同冲刷掏空条件下的结构强度计算结果进行对比,为同类型风电安装平台在坐底冲刷工况下的强度分析提供参考。     

海上风机吊装作业船全船结构强度有限元分析

海上风机吊装作业船具备自航、自升、运输和起重等复合功能,是一种全新的海洋工程船.文章以其为对象,采用MSC.PATRAN软件建立全船结构有限元模型,通过对该船的运输、安装等不同作业状况的分析,确定典型计算工况,并进行典型工况下的载荷分析和计算工作,得到了全船详细应力分布、变形情况.计算分析结果可以为海上风机吊装作业船的整体强度评估、船体结构优化提供有效依据,对该类型船的设计开发也具有指导意义.     

海上风电安装船关键部位结构强度研究

海上风机吊装作业船是建设海上风电场的关键设备,具备自航、自升、运输、起重等功能,安装作业工况复杂。利用有限元软件对海上风机吊装船的船体平台和桩腿、桩靴、固桩架等关键结构的力学性能进行了较为全面的研究和分析。计算结果表明,船体和其他关键结构的强度与刚度均满足要求。研究工作有助于掌握和了解该船型的结构特点和各关键结构的应力水平,对结构设计和相应规范的制定有一定的参考价值。     

自升式平台改造的强度分析

文章以一座自升式平台的改造为例,运用DNV/SESAM专用程序系统,建立与改装后结构相当的有限元计算模型;计算各组合工况下平台结构的应力和变形情况,对平台结构强度进行分析和评估。     

自升式钻井平台直升机平台强度分析与优化设计

以某型9l.44 m(300ft)自升式钻井平台为例,对直升机平台结构进行有限元强度分析。分析了均布载荷工况、直升机着陆冲击工况及直升机系留工况下的结构应力和变形,对优化前后的结构进行力学性能对比;并分析了优化设计对结构模态的影响。计算结果表明,各载荷工况下平台结构最危险位置均发生在上层建筑与直升机平台的连接处;通过优化桁架参数,达到了减轻自重、提高强度刚度的效果,且优化结果十分可观。     

风电安装船风暴自存下总体性能分析研究

随着海上风电的快速发展,风电安装船作为建设海上风电场的关键设备得到了广泛应用,由于其工作于恶劣的海洋环境中,保证其安全尤为重要。本文针对一自升式风电安装船,探讨了其在风暴自存下的载荷种类和计算方法,应用ANSYS软件建立了整体结构的有限元模型,通过施加相应的边界条件和外载荷,对其总体性能包括全船结构强度、锁紧结构承载性能、预压载性能、抗倾稳性及桩靴承载性能进行了分析。分析结果表明,风电安装船在风暴自存工况下总体性能满足使用要求。论文研究成果可为同类船型的设计分析提供参考。     

自升式海上风电安装平台插桩深度计算方法

鉴于目前海上风机的安装主要借助自升式风电安装平台,为保证自升式风电安装平台吊装的安全性,开展平台插桩入泥深度的计算方法研究。考虑到相邻土层的影响,提出海底多层土极限承载能力的计算方法,并将其与实际施工记录及有限元分析结果相对比,验证该方法的准确性,为海上风电装备的施工提供参考。     

新型半潜式风力发电安装平台概念设计与整体强度分析

在确定总布置方案和主尺度的基础上,针对新型半潜式风车安装平台进行强度验证和结构优化。采用Sesam软件建立平台结构整体模型和水动力模型,基于设计波法对平台自存、操作、航行工况下的整体强度、节点、杆件和局部进行规范校核。充分考虑运输安装一体化的作业形式,给出风机整体运输和吊装方案,完成平台的基础设计工作。研究表明:新型半潜式平台的整体应力分布、杆件和节点利用率、关键区域局部强度基本满足规范要求;一体化运输安装方式充分考虑了经济性和安全性要求,提高了海上风电安装的作业效率。     

海上风机整体安装船起重车架设计与强度分析

海上风机整体式安装船是一种新型风机运输安装工作船,侧挂式重型起重车是其实现高效安装的核心装备。根据海上风机整体安装的特点和要求,依据起重机设计规范,设计了风机整体安装侧挂起重小车;分析了最不利工况下起重车所承受的各类载荷及相应计算方法;利用Ansys软件计算了在此工况下车架结构的应力和变形。通过有限元分析验证侧挂式起重小车结构设计的合理性,为类似形式的侧挂式起重车结构设计提供借鉴。     

海上风机整体安装船起重车架设计与强度分析

海上风机整体式安装船是一种新型风机运输安装工作船,侧挂式重型起重车是其实现高效安装的核心装备。根据海上风机整体安装的特点和要求,依据起重机设计规范,设计了风机整体安装侧挂起重小车;分析了最不利工况下起重车所承受的各类载荷及相应计算方法;利用 Ansys软件计算了在此工况下车架结构的应力和变形。通过有限元分析验证侧挂式起重小车结构设计的合理性,为类似形式的侧挂式起重车结构设计提供借鉴。     

海上风电安装平台新型可调桩靴设计及有限元分析

针对具有高稳定性、高起吊能力的未来超大型海上风电安装平台采用传统方形结构桩靴支撑桩腿面临的站立稳定性不足的问题,设计一种插桩深度可调的新型三支架型结构桩靴。与传统方形结构桩靴支撑桩腿相比,新型可调桩靴支撑的桩腿在不同入泥深度条件下的最大位移都较低且具有更高的屈曲临界载荷。新型可调桩靴结构提高了桩腿的站立稳定性,进而可以提高海上风电安装平台的稳定性。