基于ANSYS平台的某风机耦合结构动力分析

文章依托ANSYS软件平台,在多种地质弹性模量的作用下,模拟了兆瓦级别的风力发电机有限元三维数值模型的基础,对风机的结构进行地震动力影响分析。并探讨了多种地质弹性模量条件作用下对风机塔架基础的影响,得出了塔架与基础的应力位移特点,为以后类似研究提供参考。     

近海风机基础结构型式研究

结合东海某近海工程区域的基本地质条件进行风机基础型式的研究,确定支柱固定式基础较为适合该区域的地质条件,并结合3 MW风机机型的参数,对支柱固定式基础进行了静力和动力结构计算分析,研究成果可为我国近海风机基础的设计提供参考.     

复杂地质条件下不同型式调压井的结构配筋计算

以姜射坝、桑坪和吉鱼水电站调压井为例,对复杂地质条件下不同型式调压井进行了三维有限元计算,在有限元应力计算的基础上研究结构配筋情况,为工程的设计提供依据。     

李子箐风电场风机基础三维有限元分析

采用大型通用有限元分析软件ANSYS,对李子箐风电场风机基础进行三维有限元计算,探讨了在正常运行工况下,风机基础及地基的应力和变形规律,了解基础和地基在设计条件下的工作形态,为施工组织设计提供参考依据。     

云南麻栗坝城子渡槽结构设计与基础处理研究

云南麻栗坝城子渡槽虽然设计过流量小,但槽身长,工程地质条件复杂,易产生不均匀沉降问题。结合城子渡槽的工程地质条件和建筑物特点,对槽身的结构型式及渡槽的断面型式进行了比选,在此基础上提出了渡槽结构与基础处理设计方案。桩基试验与工程实践表明,城子渡槽采用的梁式U型结构型式、钻孔钢筋混凝土灌注桩基础方案以及跨河段采用的三连拱结构、重力墩基础方案合理可靠。     

一种梁板式风机基础的优化设计方法

梁板式风机基础,是目前陆上风电所采用的一种新型基础形式。风力发电机组体积庞大、造价昂贵且一般都处于恶劣的工作环境中。如何在不影响风机基础稳定性、安全性的前提下,最大程度地缩小尺寸、优化结构、减小成本,一直是工程领域长期关注和研究的课题。本文结合四川省会东县某风电场的实际工程,通过有限元分析的方法,对现行尺寸下的梁板式风机基础在各工况下的基础应力、位移进行了计算,通过对计算得到的基础应力及位移成果的分析,提出了一种的基础结构优化方法,并运用有限元分析的方法,对优化后的风机基础模型进行了计算和验证。     

那吉电站尾水渠右岸边坡挡土墙设计

分析了那吉航运枢纽工程发电厂房尾水渠右岸挡土墙的地质条件,针对挡土墙挡土高度大、基础地质条件差的特点,通过方案比较,采用混凝土衡重式挡土墙结构,应用材料力学方法对挡土墙进行抗滑、抗倾覆、应力分析,确定了挡土墙最佳断面型式.     

基础环底法兰下混凝土受力及影响因素分析

基础环式风机基础承受的载荷通过基础环底法兰传递给基础混凝土,基础环底法兰与混凝土接触部位存在着较大且复杂的应力分布。研究基础环与混凝土之间的应力分布对保证风机基础的安全性至关重要。文章主要在试验研究结论的基础上,通过有限元数值模拟,对不同基础环埋深、底法兰宽度及厚度条件下,基础环底法兰处混凝土应力分布规律进行分析,为风机基础设计提供参考。     

浅谈拦河坝防渗墙设计

麻栗坝水库枢纽工程拦河坝为均质坝和分区坝,坝长1172m,基础是上第三系含砾砂土,为无限深透水土基,土的压缩系数小。通过方案比较和研究采用薄壁悬挂式混凝土防渗墙,结合三维有限元渗流稳定分析和平面有限元渗流计算,根据施工区的水文地质条件,开展工地现场试验,提出了切合实际的施工控制指标和混凝土配合比,成功地解决了复杂地质条件下拦河坝基础三维防渗和渗流稳定以及防渗墙适应地基变形的问题。5年的原型观测成果表明:防渗效果好,无应力计观测其应力无变化,防渗墙无变形变位。本文详细介绍了麻栗坝水库枢纽工程拦河坝基础混凝土防渗墙的设计和计算过程,旨在为相同地质条件下的同类工程设计和施工提供有益经验。     

洪积地层上某水闸地基设计方案比选

针对建于洪积地层上的淮河流域内某水闸地基设计方案,结合工程地形地质条件、水闸闸室结构型式和水闸调度运用特点,从处理效果、施工技术、工后影响及工程投资等方面,对比分析了水泥土搅拌法、排水固结法、钻孔灌注桩基础和沉井基础四种地基设计方案的适用性和合理性,比选得到适合该水闸的地基基础方案。     

基于桩筒复合基础海上风机振动特性分析

海上风机所处环境复杂,在风、波浪等随机动载作用下易发生共振破坏。为研究采用桩筒复合基础海上风机的振动特性,选择合理的基础设计参数,利用有限元软件ABAQUS进行海上风机整体建模,采用Block Lanczos方法进行模态分析,同时将所得自振频率与外荷载频率进行对比研究,并分析不同基础形式与不同基础约束条件下的风机整体振动特性。研究发现:前2阶水平弯曲频率与第3阶扭转频率为判断风机整体共振的主要频率;与单桩基础相比,桩筒复合基础能够有效增加风机抵抗水平荷载的能力,且在该设计参数条件下风机能够避免共振的发生;在基础设计时,应考虑桩土相互作用(PSI)的影响。     

海上风电桩基局部冲刷试验研究

风电桩基既承担风机自身荷载,又受到叶片转动的侧向压力,桩基稳定性至关重要。海上风电桩基不仅受潮汐双向水流和波浪共同作用的影响,而且桩基尺度介于通常的桥墩和码头桩基之间,局部冲刷具有一定特殊性。通过建立1∶60的正态模型,研究了洋口海域海上风电桩基在波浪、潮流及波流共同作用下的局部冲刷。结果表明:潮流是控制该海域桩基局部冲刷的主导因素;往复流作用下的冲刷坑形态呈椭圆形,最大冲刷深度约为恒定流的80%;当波流共同作用时,由于桩前波浪振荡水流的作用,泥沙较水流作用时更易起动,局部冲刷显著增强,最大冲刷深度为潮流和恒定流作用下的2.0与1.7倍;韩海骞公式计算值按照系数0.75折算后与波流作用下的桩基冲刷深度试验值较为吻合。根据试验结果,建议对桩基周边局部冲刷坑进行抛石防护,确保海上风机的安全稳定。     

海上风机三桩基础与上部结构动力响应分析

基于ANSYS有限元平台,建立了海上风机三桩基础与上部结构一体的三维模型;采用Block Lanzcos法进行模态分析,得到风机结构的各阶模态振型,确定了结构的振动特性;并结合模态分析结果,考虑周期性波浪荷载的作用,对结构模型进行了瞬态动力分析。结果表明:海上风机三桩基础与上部结构模态振型较容易表现为弯曲形式,结构的抗弯性能要求较高。在波浪荷载作用下各关键部位的位移与应力时程曲线随时间的变化规律都表现为周期性波动,但又存在差异。对于位移时程曲线,离基础越远的部位,其位移幅值越大,波动非线性特性也越明显;对于应力时程曲线,应力幅值主要位于立柱顶端,即立柱与塔筒连接部位。波浪荷载对结构的受力和变形影响较大,不容忽视。     

湿陷性黄土地区单桩竖向承载力静载荷浸水试验

以湿陷性黄土地区某风电场的风机基础为实例,介绍了试桩设计、布置以及桩基静载浸水试验过程。通过单桩静载荷浸水试验验证单桩承载力,同时该试验首次对浸水过程进行观测,试验结果为湿陷性黄土地区桩基设计中负摩阻长度的取值提供参考依据。     

近海风机基础-塔架结构体系振动监测与动力响应分析

我国东部近海区域目前建设的风电场基本均采用桩基结构,桩基一塔架结构体系是典型的细长高耸结构,在复杂海洋环境载荷作用下具有明显的动力性质、随机性质和非线性性质。本文结合江苏响水近海试验风机长期的桩基础一塔架结构体系振动监测数据,分析了结构体系振动与风、浪等环境荷载的相关性,结果表明：振动加速度与风速均方差存在明显的相关关系,塔架顶部的振动加速度随均方差的增大而增加;建立模型进行了动力有限元计算分析,计算结果较好反映了响水近海试验风机不同工况的动力响应。研究成果具有一定的工程应用价值,可为海上风机基础设计提供参考。     

南宁软岩地基大直径灌注桩极限承载力预测

南宁市下伏泥岩粉砂岩地基具有显著的浸水崩解软化特性,使得该地基大直径灌注桩承载力难以确定。依托南宁市火车东站南广场高架平台工程软岩互层地基大直径灌注桩项目,对该工程2根群桩基桩进行了静载试验研究。针对试验中试桩未达到破坏其极限承载力难以确定问题,采用指数函数拟合法和数值反演分析法来预测其荷载沉降性状和极限承载力,并进行对比分析。结果表明:软岩互层地基桩基荷载沉降性状为缓变型,表现出端承摩擦桩的特性,可用指数函数来描述试桩受荷性状,并结合数值反演分析来预测其极限承载力,目前常用的桩基设计方法低估了该地基中基桩的承载力。     

基于ANSYS的近海工程桩基础p-y曲线研究

海上风电机组体积庞大,桩基础需要承受很大的上部结构风压、波浪和自重等荷载的作用,为保证机组正常运行,需要对桩土相互作用进行研究。侧向受荷桩在近海工程中有着十分广泛的应用,p-y曲线法是分析侧向受荷桩桩土非线性相互作用的重要方法。不同土层土体参数各异,粘土和砂土的p-y曲线公式也不相同。采用我国海洋工程常用的API规范法分析土体相关参数,通过p-y曲线分析了混合分层地基的桩土作用相关特性,并且利用ANSYS中的COMBIN39单元实现桩土相互作用仿真计算,绘制出了单元等效应力云图和弯矩分布云图。计算结果表明,在产生相同位移时粘土中的土抗力比砂土要小得多。单桩在风浪等荷载作用下,最大弯矩发生在水面附近;最大位移发生在平台顶部,且最大位移可达0.35 m。研究成果可为近海工程桩基础和平台安全保护提供参考依据。     

风机混凝土扩展基础施工冷缝缺陷检测与评估技术

风机混凝土扩展基础结构具有大体积、钢筋分布密集等特点,加之现场施工条件的局限,常会出现施工冷缝和蜂窝孔洞等施工缺陷,为结构安全运营造成严重的安全隐患.针对这些施工缺陷,目前尚无成熟的检测和评估方法.本研究在充分考虑风机基础混凝土结构特点的基础上,首次将国内外较先进的混凝土冲击回波检测技术应用于风机基础混凝土检测领域,结合小范围钻芯取样验证的方法,确定了基础施工缺陷;并参照美国混凝土结构设计标准ACI318-2008的方法对风机混凝土扩展基础结构的安全性进行评价.实践证明冲击回波检测与钻芯取样相配合可以应用于风机混凝土现场缺陷检测.     

超静孔隙水压力影响的海上风机桩基承载力高应变检测方法研究

海上风机大多采用桩基,单桩承载力是评价桩基设计和施工质量的重要参数。高应变法是目前常用的单桩承载力检测方法,为获取桩基承载力最终值,通常需在沉桩后达到休止时间方可进行复打测试。受施工条件和成本的限制,海上风机桩基进行复打测试难度较大,一般条件下无法完成。本文通过计算沉桩时的超静孔隙水压力,结合沉桩时桩基承载力的高应变检测值,分析超静孔隙水压力完全消散后的桩基承载力,并通过现场试验验证了该法的合理性,且在实际工程中得到了应用,可为类似工程的桩基设计及检测提供参考。     

风力发电机组钢筋混凝土基础设计问题的探讨

分析和总结了风电机组钢筋混凝土基础设计的主要原理及方法,根据预埋基础筒环的受力机理,提出了目前基础混凝土承载能力验算中存在的问题及其后果,结合实际工程破坏事故实例进行了分析研究。最后对预埋筒环钢筋混凝土风机基础的设计提出了建议。