海上风机导管架支撑结构灌浆连接段数值分析北大核心

采用有限元数值模拟对海上风机导管架支撑结构灌浆连接段进行几何参数分析,研究压弯设计荷载作用下几何参数对连接段力学性能的影响。参数分析表明,在位移方面,灌浆连接段的长度,套管厚度和桩管厚度通过改变连接段线刚度影响最大横向位移以及最大竖向位移。在应力方面,钢管厚度显著影响钢管的最大Mises应力,灌浆长度不直接影响钢管最大Mises应力;灌浆长度、钢管厚度不显著影响浆体的Tresca应力,浆体厚度影响浆体最大Tresca应力,且浆体厚度有最优值。该研究成果为海上风机导管架支撑结构灌浆连接段的设计提供一定的技术参考。     

考虑水流侵入的海上风机基础灌浆连接段疲劳性能试验研究

海上风机基础中的灌浆连接段会在浪溅区或者水下工作,水流的侵入可能会对灌浆连接段的疲劳性能产生影响.本文设计了灌浆连接段局部性能试件,其中四个试件在空气中进行疲劳加载;同时,设计了一套水循环装置,让两个试件在水流侵入的条件下进行疲劳加载.试验结果表明,空气中疲劳荷载幅较大的试件A-3的灌浆材料出现了较宽的裂纹和剥落现象,...     

大兆瓦级海上风机导管架基础新型过渡段疲劳性能分析

导管架基础过渡段是连接上部塔筒和下部导管架主体结构、确保上部风机载荷有效传递到下部导管架主体结构上的关键结构,具有承上启下的作用,是整个导管架基础设计的重点和难点。以相同海域大、小兆瓦级海上风机为研究对象,采用大型通用有限元软件ANSYS建立基准模型进行分析,提炼出结构频率随结构型式的变化规律。基于不同兆瓦级风机过渡段结构,分别进行强度及屈曲稳定性能分析;同时,结合等效静力荷载方法选用适用于该结构型式的疲劳曲线,计算不同工况下不同兆瓦级风机导管架基础过渡段结构的累积疲劳损伤。在此基础上,对新型大兆瓦级过渡段结构进行疲劳敏感性分析,对不同型式的过渡段结构进行对比计算,最终确定可用于大兆瓦级海上风机导管架基础的新型过渡段结构。     

海上风机重力式基础设计

结合福建漳浦六鳌海上风电场一期项目的地质条件,选取了重力式基础形式,并通过有限元计算软件,对该重力式基础进行了结构计算,指出该基础形式是海上风机在近海地质情况较好海域的理想基础类型。     

剪力键形状对海上风电场灌浆连接段影响

研究了在轴力作用下,三种常见不同形状剪力键（矩形、三角形、半圆形）灌浆连接段的受力分析与疲劳效应比较.得出在轴力作用下,剪力键处受力产生应力集中,且灌浆连接段端部剪力键处受力大,中间受力小.在轴力作用下三角形和矩形剪力键灌浆连接段受力分布相对均匀,半圆形剪力键灌浆连接段受力分布相对不均匀,在灌浆连接段端部剪力键处容易产生较大应力集中,对轴向和疲劳承载不利.本文可对轴力为主的海上风电基础连接和其他类似结构提供参考.     

海上风电场风机基础结构形式探讨

分类介绍了国内外各种海上风电基础形式。风机基础是其上部结构的重要支撑结构,如何寻找一个既保证安全又经济的基础,是许多国家的重要研究课题之一。     

海上风电场风机基础结构形式探讨

分类介绍了国内外各种海上风电基础形式。风机基础是其上部结构的重要支撑结构,如何寻找一个既保证安全又经济的基础,是许多国家的重要研究课题之一。     

冲压式套筒灌浆连接接头受拉性能有限元分析研究

套筒构造优化可在一定程度上改善钢筋套筒灌浆连接接头的力学性能。本文以适配18 mm钢筋的冲压式套筒为研究对象,将其八边形剪力槽的数量及冲压深度作为结构特征参数变量,开展了钢筋套筒灌浆连接接头力学性能有限元分析研究。研究表明：（1）本研究所模拟的4个钢筋套筒灌浆连接接头的荷载-位移曲线均类似于钢筋单向拉伸曲线,连接接头的屈服荷载基本一致;（2）采用不同构造套筒的钢筋连接接头的变形能力差异比较明显,采用6个剪力槽、冲压深度为3.5 mm的套筒的钢筋连接接头的变形能力最优,延性最大。当剪力槽数量较少时,连接接头的变形能力对冲压深度的变化更加敏感;（3）6个剪力槽冲压深度为2.5 mm的套筒内力分布较为均匀,其余工况的应力集中现象较明显。     

海上风机单桩基础承载特性三维有限元分析

针对拟建的杭州湾近海风电场,利用大型通用有限元软件,对风机单桩基础的承载特性进行了三维有限元数值模拟分析,研究了海上风机单桩基础在不同单调荷载及复合荷载作用下的承载特性,以期促进海上风力发电技术的深入研究。     

海上风电结构过渡段灌浆体的疲劳性能研究

针对采用单桩基础的海上风电结构,建立风电结构整体有限元模型,研究其过渡段灌浆体疲劳性能.通过静力和动力数值模拟,结合疲劳累积分析理论,得到灌浆体疲劳危险节点的疲劳累积损伤度.分析灌浆体的厚度、外套筒的壁厚、桩体的壁厚、灌浆体的长度、露出桩的长度、塔筒的高度、风轮-机舱的质量、土体的剪切模量等结构设计参数对过渡段灌浆体疲...     

海上风机钢结构基础防腐设计

海上风机钢结构基础由于所处腐蚀环境恶劣,防腐设计关系风机基础的安全使用。针对浅海环境风机钢结构基础的防腐设计,主要介绍其防腐设计的内容,从近海海洋环境出发,对钢结构基础进行腐蚀分区,根据不同防腐方法的适用性,对不同的部位进行针对性的综合防腐设计。     

锈蚀混凝土压弯构件性能的有限元分析

研究了钢筋锈蚀影响下偏心受压构件力学性能和工作机理的变化规律。使用名义屈服强度描述钢筋锈蚀对有效截面积和屈服强度的影响,使用粘结强度降低系数描述粘结强度降低的影响。分别按照大偏压和小偏压的情况,使用有限元方法,建立了锈蚀钢筋混凝土压弯构件的分离式模型,得到了压弯构件承载力、延性、钢筋混凝土共同工作性能等的变化规律。     

大容量超高塔筒风机基础设计及有限元分析

依托泰国某风电项目,介绍了大容量超高塔筒陆上风电机组基础的设计,以及基础有限元分析方法,并对有限元计算结果进行了研究讨论.结果表明,随着风机基础的尺寸的增加,基础结构表现出了区别于常规的受力特征及变形规律.对于类似的风机基础,采用传统理论方法进行设计时的条件假设及计算结果往往与实际情况存在一定差距,需采用有限元计算对设...     

预应力风机基础与风机机组塔架连接分析

介绍了预应力风机基础同风机塔架底部T法兰连接,并对其计算过程进行推导证明以及有限元复核分析,评估其合理性、安全性,为预应力风机基础设计提供可供参考的依据。     

海上风机基础结构的疲劳及其可靠性研究现状

近年来我国开始大力发展海上风电工程,海上风机基础结构是海上风机的重要组成部分。目前我国还没有海上风机基础结构相关设计标准或规范出台。对于海上风机基础结构疲劳荷载起控制作用,文中总结和回顾了海上风机钢结构基础的疲劳及其可靠性研究领域的进展。其中包括:海上风机钢结构基础的疲劳分析方法、荷载组合及波浪模型的选择、疲劳可靠性分析方法和研究现状等,并对今后这一领域的研究发展作了展望。     

新型12mm钢筋灌浆套筒连接力学性能试验研究及有限元分析

采用普通无缝钢管为基本材料,设计了一种内部有螺纹或浮锈的新型钢筋连接用半灌浆套筒。通过12 mm钢筋灌浆套筒连接接头的力学性能试验,研究接头在静力拉伸、往复荷载下的承载能力。由试验结果得出:所有试件都是在套筒外的钢筋处产生颈缩或拉断,证明两种内部处理的连接都可靠。依据试验结果,采用ABAQUS有限元软件进行了接头静力拉伸模拟分析,通过对比得到了计算精度较好且单元数目适中的套筒接头建模方法,此方法中灌浆料、钢筋和钢管套筒分别采用C3D8、B31、S4单元建立,模拟结果与试验值吻合较好。因此,建议在进行此类型接头性能分析时可以选用这种建模方法。     

海上风机基础设计软件FDOW开发与应用

海上风机基础设计涉及到多个学科领域, 且设计链长、包含的子项目繁多, 而应用现有的海工设计软件和有限元通用分析软件进行计算时局限性大, 因此开发专有的海上风机基础设计软件非常必要。首先给出了海上风机基础设计的流程和主要内容, 进而论述了设计软件应具有的主要功能以满足设计计算需求, 包括荷载计算、荷载组合、桩基分析、基础结构分析、其他辅助项设计以及成果输出功能等。接下来介绍软件核心模块的开发, 包括可视化模块、集成一体化模块、基础方案模块、配置与计算模块等, 然后给出软件计算分析的主要原理和计算方法, 最后结合一项工程实例简要给出了应用海上风机基础设计软件FDOW的计算成果。     

某海上测风塔灌浆连接设计

以实际工程为例,参考相关规范和资料,对海上测风塔基础导管架与桩基的灌浆连接设计进行详细阐述,同时采用ANSYS软件建立有限元模型,采用三维接触单元,考虑灌浆体与钢管表面的接触滑移摩擦等非线性行为,进行了详细计算分析,可为同类工程提供参考。     

钢筋套筒灌浆连接研究进展

钢筋套筒灌浆连接是当前预制混凝土结构钢筋连接的主要方式。从材料、界面、连接的角度,针对其国内外相关研究成果开展系统分析与总结。结果表明：套筒可为金属、非金属材质(如FRP),锥形套筒的连接性能优于圆柱形的,套筒长度不应短于临界长度,内径越小越有利,壁厚不应小于被连接钢筋直径的1/13,但也不宜过厚;低温、负温灌浆料适用的环境温度分别不超过-5、-10℃,耐高温灌浆料可通过掺入聚丙烯纤维进行制备;灌浆料与钢筋界面的黏结强度主要与灌浆料抗压强度的平方根相关,并受到套筒约束能力、高温作用的显著影响;钢筋套筒灌浆连接受拉失效模式包括套筒外钢筋断裂、灌浆料与钢筋界面黏结失效以及套筒与灌浆料界面黏结失效;荷载类型对钢筋套筒灌浆连接力学性能的影响较小,失效模式转变的关键温度是400℃,灌浆缺陷率不超过20%能确保连接接头的可靠性;界面、钢筋黏结长度对钢筋套筒灌浆连接力学性能的影响显著。基于此,提出全黏结长度和双界面两个概念,以控制钢筋套筒灌浆连接的承载性能与失效模式。同时,提出有待开展的研究：灌浆料的本构关系、率敏感性、热工参数等;受高温作用、侧向约束的影响,灌浆料与钢筋界面的黏结应力-滑移本构关系...     

变形灌浆套筒连接性能试验研究及有限元分析

为降低预制装配混凝土结构中的钢筋连接成本,采用低合金无缝钢管,通过冷滚压工艺制作了一种新型变形灌浆套筒。通过对9个钢筋连接接头试件进行单调轴向拉伸试验及有限元分析,研究了套筒的连接性能、工作机理及设计方法。结果表明,钢筋锚固长度取6.9~7.5倍连接钢筋直径时,该变型灌浆套筒连接接头的单向拉伸强度能够满足1.1倍钢筋抗拉强度标准值要求;套筒的内腔结构影响套筒的应变分布及约束机理,内壁环肋处的接触压力造成套筒变形段筒壁应力不均匀分布;文中所采用的有限元模型可有效地模拟套筒与灌浆料以及灌浆料与连接钢筋间的相互作用;探讨了变形灌浆套筒的设计方法,并应用该方法设计了不同直径的HRB400级钢筋连接用套筒,其钢筋连接接头满足规范JGJ 107-2010对Ⅰ级接头的强度和变形性能要求。