Experimental field study of floater motion effects on a main bearing in a full-scale spar floating wind turbine

In this paper we present a full-scale experimental field study of the effects of floater motion on a main bearing in a 6 MW turbine on a spar-type floating substructure. Floating wind turbines are necessary to access the full offshore wind power potential, but the characteristics of their operation leave a gap with respect to the rapidly developing empirical knowledge on operation of bottom-fixed turbines. Larger wind turbines are one of the most important contributions to reducing cost of energy, but challenge established drivetrain layouts, component size envelopes and analysis methods. We have used fibre optic strain sensor arrays to measure circumferential strain in the stationary ring in a main bearing. Strain data have been analysed in the time domain and the frequency domain and compared with data on environmental loads, floating turbine motion and turbine operation. The results show that the contribution to fluctuating strain from in-plane bending strain is two orders of magnitude larger than that from membrane strain. The fluctuating in-plane bending strain is the result of cyclic differences between blade bending moments, both in and out of the rotor plane, and is driven by wind loads and turbine rotation. The fluctuating membrane strain appears to be the result of both axial load from thrust, because of the bearing and roller geometry, and radial loads on the rotating bearing ring from total out-of-plane bending moments in the three blades. The membrane strain shows a contribution from slow-varying wind forces and floating turbine pitch motion. However, as the total fluctuating strain is dominated by the intrinsic effects of blade bending moments in these turbines, the relative effect of floater motion is very small. Mostly relevant for the intrinsic membrane strain, sum and difference frequencies appear in the measured responses as the result of nonlinear system behaviour. This is an important result with respect to turbine modelling and simulation, where global structural analyses and local drivetrain analyses are frequently decoupled.     

单叶片螺旋钢桩竖向承载特性数值分析

为分析单叶片螺旋钢桩在砂土地层竖向抗压承载特征,结合单叶片螺旋钢桩现场静载试验进行有限元软件模拟。将数值计算结果与现场实测数据进行对比分析,验证其数值计算结果的可靠性,其次采用该有限元软件分别模拟不同相对密实度砂土中几何参数不同的单叶片螺旋钢桩静载试验而得到不同荷载-位移曲线,同时将螺旋叶片直径的5%位移值对应荷载作为桩极限承载力。考虑砂土相对密实度,钢桩埋深,螺旋叶片直径,中心钢轴4个参数变化对单叶片螺旋钢桩极限承载力影响。结果表明:单叶片螺旋钢桩桩周土层的相对密实度和桩埋深是影响承载力的主要参数,螺旋钢桩叶片直径影响次之,钢轴直径的影响最小;同时,单叶片螺旋钢桩极限承载力增量百分比在松砂中最大,中密砂次之,密砂最小。     

基于WATV去噪的冲击特征提取方法在高速列车轴承故障诊断中的应用

提取高速列车轴承故障振动信号中的冲击特征,可以有效地对其进行故障诊断。利用"小波-全变差(Wavelet-Total Variation,WATV)"算法能够对信号进行稀疏引导的特点,提出了基于WATV去噪的冲击特征提取方法。该算法针对含噪声冲击特征的提取问题构建了目标优化函数,该函数融合了冲击特征的保真度度量算子以及惩罚因子。利用凸优化理论可对目标函数进行求解,从而增强信号在小波域和时域的稀疏性,使得特征提取结果最优化。通过构造一仿真信号对WATV算法的有效性进行了验证,并将该方法应用于高速列车齿轮箱轴承故障诊断中。结果表明,该方法能够很好地提取出信号中的冲击特征,并且频谱中的故障表征明显,能够有效地应用于高速列车轴承故障诊断中。     

高温高压消毒对五种桩挠曲强度与弹性模量的影响

目的研究高温高压消毒对不同桩挠曲强度与弹性模量的影响。方法采用北京实德隆碳纤维桩、玻璃纤维桩、石英纤维桩、Tenax玻璃纤维桩、Anthogyr钛桩各12支,分别分为实验组和对照组,每组6支。实验组经MelagVacuklav 24B消毒仪134℃高温、2.2 MPa高压消毒50 min,对照组不进行消毒。采用三点加荷系统测定其弹性模量和挠曲强度,并对其差异进行统计分析。结果两组内的实德隆碳纤维桩、玻璃纤维桩、石英纤维桩、Tenax玻璃纤维桩的弹性模量值与挠曲强度值彼此间无统计差异(P>0.05),Anthogyr钛桩获得了最高的弹性模量值与挠曲强度值(P<0.05);两组间经配对t检验无统计学差异(P>0.05)。结论纤维桩具有满足临床使用的挠曲强度,而其弹性模量显著低于金属桩,可以缓冲载荷,保护牙体组织,防止根折,成为桩材料发展方向。高温、高压消毒对纤维桩和钛桩的弹性模量和挠曲强度无显著影响,可用于桩的临床消毒。     

基于sap2000的钢管桩基础承载力分析

利用大型有限元分析软件对建筑施工中临时钢管桩建立有限元分析模型,对设计工况下的钢管桩进行结构强度和刚度分析,得到钢管桩的应力值,之后按m法复核钢管桩基础的强度,为钢管桩基础的承载力和结构安全性评价提供理论依据,并为钢管桩结构设计方法提供参考.     

椭圆曲线密码算法的边信道攻击研究

边信道攻击是一种对密码算法实现的有效的攻击.针对椭圆曲线密码的实现,简单边信道攻击可以逐步确定私钥.文中讨论了通过模糊私钥的标量表示和椭圆曲线计算序列的关系来抵抗简单边信道攻击.为了分析这些算法,文中提出了一种新的方法,即把椭圆曲线标量乘运算看作马尔可夫链.理论证明,这种方法比标准的简单边信道攻击更有效.     

复合主拱圈加固石拱桥的承载力计算模式研究

在分析复合主拱圈技术加固石拱桥后主拱圈极限状态的过程中，考虑了加固结构二次受力的特点和新旧结构不同材料的力学性能，按照承载能力极限状态计算原则推导出了加固后石拱桥的承载力计算模式，以供加固设计时参考．     

肋拱桥关键截面箱型转换加固技术试验研究

以重庆丰都庙包大桥为原型,制作了2片钢筋混凝土肋拱模型,首先采用"肋拱桥关键截面箱型转换加固技术"对其中1片进行加固处治,然后对加固前、后肋拱模型实施全过程破坏试验。通过对比分析加固前、后肋拱模型的应变、挠度、横向分布比率、裂缝及破坏模式等指标,得到以下结论:肋拱桥关键截面箱型转换加固后,新增设的钢筋混凝土箱型封闭层能与原肋拱协调变形、共同承担活载。     

嵌岩抗滑桩底端支承条件有限元分析

考虑桩岩相互作用,采用平面弹塑性有限元方法对嵌岩抗滑桩进行内力分析。同时采用传统K值法,桩端支承条件分别按固定、铰支和自由考虑,计算出3种不同支承条件下的桩身内力,并分别与有限元法的内力计算结果进行比较。分析结果表明:传统K值法采用桩端固定支承条件得到的桩身内力更接近有限元分析结果,故在嵌岩抗滑桩工程设计中,桩端支承条件应按固定端考虑。     

局部顶升在桥梁拼宽支座更换施工中的应用

以某高速公路改选连续箱梁桥拼宽支座更换项目为研究对象,详细介绍了局部顶升在连续刚构桥梁支座更换中的具体控制要点和操作步骤,给出了在顶升过程中的具体控制参数,并通过实测值与理论计算进行比较,阐明了局部顶升在跨度≤20m的桥梁中更换支座的可行性以及数据的可控性。