本文關(guān)鍵詞：地震荷載作用下海上電氣平臺(tái)動(dòng)力模型試驗(yàn)

  更多相關(guān)文章： 海上電氣平臺(tái) 水彈性相似律 結(jié)構(gòu)動(dòng)力模型試驗(yàn) 有限元方法 地震荷載

【摘要】：風(fēng)能是清潔的可再生能源,風(fēng)力發(fā)電在調(diào)整能源結(jié)構(gòu),緩解環(huán)境污染等方面發(fā)揮著重要作用。隨著陸上風(fēng)電資源的良性開發(fā),風(fēng)能蘊(yùn)藏量更為豐富、陸地占用率更少的海上風(fēng)電逐漸進(jìn)入各國視野。海上風(fēng)電發(fā)展呈現(xiàn)出兩大趨勢：一是裝機(jī)容量不斷增加；二是深海風(fēng)電技術(shù)不斷發(fā)展完善。考慮到送電的經(jīng)濟(jì)性和并網(wǎng)的安全性,采用海上升壓站送出將會(huì)是未來深遠(yuǎn)海大規(guī)模海上風(fēng)電開發(fā)的必然選擇。海上電氣平臺(tái)作為海上風(fēng)電場升壓站電氣設(shè)備的承重結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)是大量電氣設(shè)備布置在甲板上。電氣平臺(tái)不僅需要確保自身在外部環(huán)境荷載作用下的安全,還要保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。在風(fēng)、浪、流等復(fù)雜環(huán)境荷載和地震、海冰等極端荷載的作用下,如何確保電氣平臺(tái)的安全、保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)行,是進(jìn)行近海風(fēng)電場設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題之一。目前國內(nèi)鮮有海上升壓站電氣平臺(tái)的研究成果,這在迅速發(fā)展的海上風(fēng)電領(lǐng)域中顯得相對滯后,因此,本文研究對今后海上風(fēng)電場升壓站電氣平臺(tái)的設(shè)計(jì)有參考意義。本文基于某海上風(fēng)電場電氣平臺(tái),完成了動(dòng)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì),系統(tǒng)地開展了海上電氣平臺(tái)在不同地震荷載工況下的模型試驗(yàn)研究。本文完成的主要工作包括：(1)動(dòng)力模型試驗(yàn)相似律的確定。基于彈性相似律和弗勞德數(shù)相似,同時(shí)考慮截面彎曲剛度相似,推導(dǎo)了用于開展海上電氣平臺(tái)模型試驗(yàn)的水彈性相似律。(2)海上電氣平臺(tái)試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)和制作。綜合考慮試驗(yàn)設(shè)備能力以及相關(guān)的水文條件確定了結(jié)構(gòu)原型和模型的幾何比尺；基于相似關(guān)系,確定模型結(jié)構(gòu)各部分的幾何尺寸,完成海上電氣平臺(tái)試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)和制作。(3)開展了海上電氣平臺(tái)動(dòng)力模型試驗(yàn)。通過白噪聲激勵(lì),得到了結(jié)構(gòu)基頻、振型以及振型阻尼比等動(dòng)力特性參數(shù)。以實(shí)際地震記錄和人工合成地震動(dòng)作為激勵(lì),開展了不同地震作用方向下的動(dòng)力模型試驗(yàn),研究了海上電氣平臺(tái)結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)特性。(4)試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值計(jì)算結(jié)果的對比驗(yàn)證。運(yùn)用ANSYS建立了模型結(jié)構(gòu)的有限元模型�；趧�(dòng)力模型試驗(yàn)工況,開展了電氣平臺(tái)模型的有限元地震時(shí)程響應(yīng)分析。試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值計(jì)算結(jié)果基本一致,從而驗(yàn)證了有限元模型的合理性和試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：海上電氣平臺(tái) 水彈性相似律 結(jié)構(gòu)動(dòng)力模型試驗(yàn) 有限元方法 地震荷載
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM614;U674.37
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 海上電氣平臺(tái)發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.1.1 海上風(fēng)電發(fā)展趨勢10
• 1.1.2 國內(nèi)外海上電氣平臺(tái)發(fā)展10-11
• 1.1.3 海上電氣平臺(tái)的研究意義11-12
• 1.2 海上平臺(tái)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 波浪荷載研究12-13
• 1.2.2 地震荷載研究13-14
• 1.2.3 海冰荷載研究14-15
• 1.2.4 其他研究15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 2 模型設(shè)計(jì)17-28
• 2.1 動(dòng)力模型試驗(yàn)相似關(guān)系17-18
• 2.1.1 水彈性相似律17
• 2.1.2 基本參數(shù)相似關(guān)系17-18
• 2.2 有機(jī)玻璃材料力學(xué)試驗(yàn)18-20
• 2.2.1 密度測定18-19
• 2.2.2 靜彈模及泊松比測定19-20
• 2.2.3 動(dòng)彈模測定20
• 2.3 動(dòng)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)20-27
• 2.3.1 相似比尺選取20-21
• 2.3.2 試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)21-24
• 2.3.3 環(huán)境荷載相似轉(zhuǎn)換24
• 2.3.4 相似關(guān)系驗(yàn)證24-26
• 2.3.5 試驗(yàn)?zāi)Ｐ图庸?/span>26-27
• 2.4 模型結(jié)構(gòu)坐標(biāo)系27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 3 動(dòng)力特性試驗(yàn)28-39
• 3.1 動(dòng)力特性分析理論和計(jì)算方法28-31
• 3.1.1 頻率28-29
• 3.1.2 結(jié)構(gòu)振型29
• 3.1.3 振型阻尼比29-31
• 3.2 振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)31-34
• 3.2.1 試驗(yàn)設(shè)備31-32
• 3.2.2 傳感器布置32-33
• 3.2.3 試驗(yàn)內(nèi)容與方法33-34
• 3.3 動(dòng)力特性分析34-38
• 3.3.1 頻率34-36
• 3.3.2 結(jié)構(gòu)振型36-37
• 3.3.3 振型阻尼比37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 4 地震荷載試驗(yàn)39-84
• 4.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)40-47
• 4.1.1 地震波選取40-44
• 4.1.2 傳感器布置44-46
• 4.1.3 試驗(yàn)工況46-47
• 4.2 振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)47-50
• 4.2.1 振動(dòng)臺(tái)輸入地震波加速度響應(yīng)譜47-49
• 4.2.2 振動(dòng)臺(tái)輸入地震波頻域分析49-50
• 4.3 加速度試驗(yàn)結(jié)果分析50-70
• 4.3.1 Y試驗(yàn)方向50-61
• 4.3.2 45°試驗(yàn)方向61-69
• 4.3.3 X試驗(yàn)方向69-70
• 4.4 應(yīng)變試驗(yàn)結(jié)果分析70-82
• 4.4.1 Y試驗(yàn)方向70-77
• 4.4.2 45°試驗(yàn)方向77-82
• 4.4.3 X試驗(yàn)方向82
• 4.5 本章小結(jié)82-84
• 5 數(shù)值驗(yàn)證84-90
• 5.1 有限元模型84
• 5.2 動(dòng)力特性驗(yàn)證84-85
• 5.2.1 頻率84-85
• 5.2.2 結(jié)構(gòu)振型85
• 5.3 地震有限元結(jié)果驗(yàn)證85-89
• 5.3.1 加速度時(shí)程對比86-87
• 5.3.2 加速度頻域響應(yīng)驗(yàn)證87-88
• 5.3.3 應(yīng)變時(shí)程對比88-89
• 5.4 本章小結(jié)89-90
• 6 結(jié)論與展望90-92
• 6.1 結(jié)論90-91
• 6.2 展望91-92
• 參考文獻(xiàn)92-95
• 附表1 試驗(yàn)工況說明95-96
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況96-97
• 致謝97-98

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 伏亮明;鐘耀;羅成喜;劉小松;孫錦龍;劉德才;;海上電氣平臺(tái)動(dòng)力模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)[J];水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào);2015年01期

2 李世龍;吳家鳴;劉昊宇;;波浪載荷作用下的導(dǎo)管架平臺(tái)動(dòng)力響應(yīng)分析[J];海洋技術(shù);2013年02期

3 尹彥坤;鄧欣;彭紹源;易滌非;陳實(shí);李清明;;導(dǎo)管架式采油平臺(tái)的確定性波浪響應(yīng)分析[J];廣東化工;2012年07期

4 姜鵬飛;;國內(nèi)發(fā)展海上風(fēng)電的前景和經(jīng)濟(jì)分析[J];機(jī)電信息;2009年24期

5 吳俊杰;陳國明;陳團(tuán)海;;帶儲(chǔ)罐老齡導(dǎo)管架平臺(tái)地震響應(yīng)分析[J];石油礦場機(jī)械;2009年06期

6 榮棉水;彭艷菊;呂悅軍;;導(dǎo)管架式海洋平臺(tái)的地震動(dòng)時(shí)程分析[J];世界地震工程;2009年01期

7 秦立成;;海洋導(dǎo)管架平臺(tái)碰撞動(dòng)力分析[J];中國海上油氣;2008年06期

8 竇培林;王輝輝;;導(dǎo)管架平臺(tái)強(qiáng)度分析[J];江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年04期

9 岳前進(jìn);張大勇;劉圓;佟保林;;渤�？贡鶎�(dǎo)管架平臺(tái)失效模式分析[J];海洋工程;2008年01期

10 王世敬;;導(dǎo)管架平臺(tái)冰激振動(dòng)響應(yīng)分析[J];石油礦場機(jī)械;2007年09期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 姚艷萍;林鐘明;李林斌;;導(dǎo)管架平臺(tái)的結(jié)構(gòu)靜力分析[A];2009年度海洋工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊）[C];2009年

，

本文編號：990725