随着风能技术的飞速发展,陆上可开发利用的风电场越来越少,海上风能的开发越来越受到重视。为海上风能开发的基础设施,海上风能冷库的基地将在海洋的严酷条件下长期工作,不可避免地会遇到各种各样的问题。溃。如,补给船与基础的碰撞,上部结构在基础平台上的跌落以及冰对基础的影响。些事故通常会导致基础整体弯曲或局部屈曲,结构的承载能力降低,这直接影响基础的安全性和耐久性,甚至可能导致灾难性后果,例如基础倒塌。藏存储单元。据特贝特(Tebbett)的“最近五年的钢甲板维修经验”,对全球100个需要维修的海事建筑物的损坏原因进行分析后,造成了大约25%的结构损坏。军陆战队的碰撞。据英国HSE组织对海上平台损坏的调查,在对海上平台损坏的原因进行调查期间,船舶的碰撞占损坏的11.2% ,这是主要原因之一。据DNV海洋工业报告,2001年至2011年,挪威北海船舶与海上平台发生了26次碰撞,其中6次造成了严重后果。上风力涡轮机存储单元的基座具有与海上平台相似的结构形状,但是,由于海上风力涡轮机存储单元尚处于起步阶段,因此技术尚不成熟。未开发,这些单元之间的基本碰撞研究还不够,冷库安装标准规范也很少。参考。文档基于海上基金会与船舶之间碰撞的标准和经验。过ANSYS / LS-DYNA软件,可以了解桥梁冲击力和能量转换的一般规则和特性,以及冷库基本结构的冲击响应利用结构建模和数值模拟计算获得并分析风能,然后进行分析。
基本设计,维护和防撞测量提供了理论支持。在1960年代,Minorsky在对20多次事故和船舶碰撞经验进行统计分析时,就建立了冲击船的动能损失与受损平台的结构损伤之间的线性关系。台,以及经验公式给出了表格。Martin J. Petersen的研究也具有代表性,并分析了二维情况下的碰撞运动过程。1970年代,McDermott及其合作者根据塑性静力学的理论和基本方法研究了游轮结构和平台的低能碰撞。着有限元技术的发展,Reckling,Minorsky和Yang使用了有限元技术来研究和分析舰船平台之间的碰撞问题。1990年代,Kawamoto,Che和Jang使用MSC / DYTRAN非线性分析程序,使用元素方法对碰撞中的大型油轮的结构响应进行了数值分析。
种基于大量类似类型船舶的船舶碰撞数据的经验公式很实用,但就成本而言显然不切实际。外,该方法已经大大简化,准确性不是很高,冷库安装因此现在很少使用。于无法用理论模型表示的更复杂的问题,通常可以通过实验获得更可靠的结论。船舶和海上平台的碰撞中,来自荷兰,丹麦,德国,日本和其他国家的专家进行了许多模拟碰撞测试,并绘制了许多结论具有参考价值。而,众所周知,该实验需要大量时间和金钱,并且海洋结构本身的碰撞问题的强烈非线性特征以及碰撞条件的多样性极大地限制了结果的应用。试以及海洋结构。构造非常昂贵,并且这样的测试通常是昂贵的并且难以实施,从而使得该方法难以实施。化的分析方法通常研究破坏过程的特征,并使用理论公式进行分析和计算,从而为设计人员提供整体和局部结构设计计算工具。方法主要基于塑性力学的上限理论和一些重要的假设来分析碰撞问题。些假设主要来自碰撞事故的观察分析和实验研究。
是,由于所涉及的容器通常被简化,因此精度相对较低。值模拟方法是对船舶实际碰撞场景的虚拟再现:使用有限元分析软件,可以在船舶碰撞过程中获得各种物理量,这使得可以现实地模拟碰撞现象,并部分替代船舶与模型之间的实际碰撞。验以实现“虚拟碰撞”。此,有限元方法是分析碰撞结构响应的有力工具,也是研究船舶碰撞问题的最有效方法。而,在工程应用中,建立仿真模型需要一些知识,经验和处理技巧,因此模型的计算精度并不总是令人满意的。舶碰撞有限元方法不用于实际船舶结构的碰撞分析。全成熟时,数值模拟的结果尚未得到其他研究人员的测试或测试。舶碰撞数值模拟主要使用非线性有限元方法,该方法不仅可以考虑重要的变形,接触,材料的非线性以及结构的结构破坏,还可以计算结构破坏的变形与碰撞区域的碰撞力,以及结合计算。
变形,损坏,接触,水力消耗等问题。文采用两步分析方法来模拟船舶与风冷机组海上基础之间的碰撞。据分析的经验,建议使用LS-DYNA和ANSYS软件进行分析。益于INS之间的良好接口以及ANSYS Workbench软件强大的模型预处理功能,壳体的冷库基础和要分析的风能得以网格化和处理,并且建立了元素模型生成的成品导入LS-DYNA,以进行刚体碰撞分析和提取。期结果最后,将碰撞分析的结果作为输入条件,以分析风能冷库机组基础的详细局部模型以及结构的损坏基本。据风能制冷机组的海上基础设施设计方案,建立了六个背心的基本模型。个基础上有6个管状钢桩,结构的下部直径为24 m,管状钢桩为Q345C钢,钢护套为Q345D,如图1所示。定冲击船长5000吨,简化模型的长度为20 m,模型的宽度为16 m,模型的深度为15 m,吃水线为5 m。型的外壳是由shell元素建模的,端腔后的外壳不会变形,因为它远离碰撞区域因此省略。据简化的几何模型,为了减少计算时间并确保结果的准确性,建立了有限元模型,并通过壳单元SHELL163对项目的基础和壳进行建模,改进了受影响的碰撞区域,并限制了整体结构。
2和3中说明了元模型。撞成员之间的交互是通过接触算法执行的。触面被限定在可以彼此接触的结构之间,并且可以有效地模拟碰撞结构之间的相互作用并且允许结构之间的连续接触和滑动。本文中,使用了主-从表面接触算法:在解决方案的每个步骤中,都要检查从节点的位置坐标,以查看其是否已穿透主表面。果未输入,则计算工作将继续进行而不会更改。果已经穿透,则在垂直于主面的方向上施加力以防止从节点进一步穿透,即接触力。触力的大小取决于穿透量和接触面两侧的元件特性。项目模拟了各种船舶弧线和基础碰撞的工作条件,根据计算结果总结了规则,并提供了分析容器与存储单元之间碰撞的一般规律。
冷风能。全限制了风能存储单元的钢管堆的底部位置,为了确保船舶运动的方向,限制了船首在垂直方向上的自由度。模型的约束条件如图4所示。该项目中,根据船的初始速度和方向计算各种工况的碰撞分析。体的工作条件如表1所示。碰撞保护措施和碰撞保护措施的关系图如图5和6所示。本文中,从船首到船舶的垂直碰撞描述了V = 4 m / s的速度和风能存储单元的基础,以及没有保护装置和保护措施的船体与基础之间的应力云图。体计算结果如图7-22所示。有保护措施,请参见图7-图14。保护措施,请参见图15-22。
2列出了所有分析条件下的分析结果列表。上分析表明,结构能量吸收,当量应力和塑性应变的参数随着船舶初始动能的增加而增加,但实际上会由于船舶的初始动能而减小。撞装置的安装,这些装置是冷藏单元测量的基础。冲击性的重要指标。此,在冷风储能单元的基本设计中,可以设置防撞结构,以有效减少船舶等结构性碰撞对基础结构的影响。据研究,在船舶与平台发生碰撞时,船舶的运行和维护是造成碰撞的主要因素,因此风电场的破坏性影响必须充分考虑海上海上基础设施;上述分析还表明,在采取某些防护措施后,基本支撑结构的强度将大大降低,并且可以减少对船舶支撑结构的损坏。前可用的方法包括:在船上指望,船与基础平台不同步,增加橡胶和轮胎等填充装置以减少船的冲击力在操作和维护中,通过依附并依靠基本的支撑结构来减少船舶基本结构的直接冲击力等。数更改,例如速度和能量。ANSYS / LS_DYNA软件可以详细模拟由于基座与风冷和风冷单元之间的碰撞而引起的机械过程和结构破坏,而数值计算的结果可以为设计和施工提供有效的依据。能制冷机组的海上基础设施评估。
构能量吸收,当量应力和塑性变形的参数随着船舶初始动能的增加而增加,但由于防撞装置的配置而实际上会减少,这三个参数是测量风能存储单元基座抗冲击性的重要指标。此,在冷风储能单元的基本设计中,可以设置防撞结构,以有效减少船舶等结构性碰撞对基础结构的影响。碰撞分析中,可以提出其他计算结果(例如碰撞力,碰撞后速度,加速度和其他参数曲线)来评估分析的输入条件。只的局部结构,基础或结构强度的详细信息。
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