海上風(fēng)機(jī)樁基礎(chǔ)穩(wěn)定性分析與離心模型試驗(yàn)驗(yàn)證研究

本項(xiàng)研究聯(lián)合運(yùn)用數(shù)值計(jì)算、理論分析及離心模型試驗(yàn)等技術(shù)手段，深入探討復(fù)合加載條件下的海上風(fēng)機(jī)樁基礎(chǔ)破壞機(jī)理與失穩(wěn)模式，發(fā)展了地基土的先進(jìn)動(dòng)力本構(gòu)模型，發(fā)展高效穩(wěn)定的統(tǒng)一積分算法，建立了循環(huán)荷載作用下海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)樁基礎(chǔ)與地基的彈塑性計(jì)算模型。室內(nèi)土工試驗(yàn)部分，分別針對(duì)海洋原狀土和砂性土，開展了復(fù)雜應(yīng)力條件土體剪切特性的試驗(yàn)研究，分析研究了多個(gè)因素對(duì)土體剪切特性的影響；針對(duì)由波浪等循環(huán)作用引起的主應(yīng)力軸旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，發(fā)展了非共軸本構(gòu)模型，并將其成功嵌入有限元計(jì)算程序。利用該模型計(jì)算研究了桶形基礎(chǔ)、吸力桶以及重力式基礎(chǔ)的破壞和失穩(wěn)；針對(duì)海洋砂性土，開發(fā)了一個(gè)可以考慮砂土當(dāng)前物理狀態(tài)的本構(gòu)模型；開發(fā)了適合鼓式離心機(jī)的制樣設(shè)備，研發(fā)改進(jìn)了樁基礎(chǔ)水平向循環(huán)加載系統(tǒng)；利用鼓式離心機(jī)開展了樁基礎(chǔ)承載特性的試驗(yàn)研究，針對(duì)單樁基礎(chǔ),采用飽和密砂地基，進(jìn)行了按位移控制的單向水平荷載和雙向水平循環(huán)荷載作用下的離心機(jī)模型實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)分析了樁身響應(yīng)規(guī)律，并與數(shù)值模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析；采用CEL大變形有限元技術(shù)對(duì)于上砂下黏雙層地基中樁靴基礎(chǔ)貫入過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，系統(tǒng)的探討了上層砂土內(nèi)摩擦角、下層黏土不排水抗剪強(qiáng)度等土性指標(biāo)對(duì)于基礎(chǔ)貫入阻力曲線的影響。采用荷載-位移聯(lián)合搜索方法，對(duì)于海上風(fēng)機(jī)桶形基礎(chǔ)在非共面復(fù)合加載條件下穩(wěn)定性進(jìn)行了系統(tǒng)研究，初步建議了一個(gè)軟黏土地基上六維自由度復(fù)合加載條件下基礎(chǔ)破壞包絡(luò)面方程。研究成果為海上風(fēng)機(jī)樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和安全評(píng)價(jià)提供了建議。 2100433B

隨著煤炭、石油、天然氣等不可再生資源的日益消耗以及環(huán)境污染的加劇，世界上大多數(shù)發(fā)達(dá)國家正在積極開發(fā)海洋風(fēng)能資源，我國近幾年也正在逐步推廣海洋風(fēng)能發(fā)電。海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)樁基礎(chǔ)的受力條件非常復(fù)雜，不但受到自重等豎向荷載的作用，還受到上部結(jié)構(gòu)傳來的風(fēng)荷載、波流荷載等引起的水平荷載、力矩與扭矩作用。本項(xiàng)研究將聯(lián)合運(yùn)用理論分析、數(shù)值計(jì)算及離心模型試驗(yàn)等手段，深入探討復(fù)合加載條件下的樁基礎(chǔ)破壞機(jī)理與失穩(wěn)模式，基于塑性極限分析理論對(duì)不同荷載分量組合下的樁基礎(chǔ)穩(wěn)定性與承載性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)而針對(duì)地基土的先進(jìn)動(dòng)力本構(gòu)模型，標(biāo)定模型參數(shù)在低頻動(dòng)載下的取值范圍，發(fā)展高效穩(wěn)定的統(tǒng)一積分算法，建立循環(huán)荷載作用下海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)樁基礎(chǔ)與地基的彈塑性有效應(yīng)力計(jì)算模型。通過具體計(jì)算全面探討復(fù)雜荷載條件下海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)樁基礎(chǔ)與地基的變形機(jī)理與工作性能。在此基礎(chǔ)上，提出工程上實(shí)用的計(jì)算方法，為工程設(shè)計(jì)提供一定的參考依據(jù)。

風(fēng)能是一種清潔的永續(xù)能源，合理的利用和開發(fā)風(fēng)能是解決我國目前存在的能源緊張和環(huán)境壓力問題的有效途徑。由于海上環(huán)境的特殊性，海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)工程中存在比陸上風(fēng)電更多的技術(shù)難題需要攻克，其中海上風(fēng)機(jī)安裝是海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)中最突出的難點(diǎn)之一。海上風(fēng)機(jī)在安裝過程中，由于起重船在海洋中的搖蕩運(yùn)動(dòng)使得風(fēng)機(jī)不可避免的產(chǎn)生晃動(dòng)，這種晃動(dòng)可能造成風(fēng)機(jī)與海上基礎(chǔ)平臺(tái)的碰撞甚至多次碰撞，而造成風(fēng)機(jī)損壞。因此，設(shè)計(jì)滿足在海上惡劣環(huán)境下風(fēng)機(jī)安裝的軟著陸系統(tǒng)成為一個(gè)亟待解決的問題。 本課題首先研究了大質(zhì)量海上風(fēng)機(jī)在吊裝過程中的動(dòng)力學(xué)特性。建立的起重船-風(fēng)機(jī)吊物系統(tǒng)耦合模型不僅考慮了船體在海面上的縱蕩、橫蕩、升沉、橫搖、縱搖和首搖，還考慮了風(fēng)機(jī)的面內(nèi)外擺角以及吊索的彈性變形。計(jì)算分析了起重船以及風(fēng)機(jī)在不同外界激勵(lì)下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及耦合關(guān)系。 其次研究了海上風(fēng)機(jī)在安裝對(duì)接過程中的相關(guān)動(dòng)力學(xué)問題。分別建立了海上風(fēng)機(jī)安裝的硬著陸模型和軟著陸模型，考慮了由于風(fēng)機(jī)著陸、吊索松弛等因素引起的系統(tǒng)的不連續(xù)性，從時(shí)域的角度分析了海上風(fēng)機(jī)安裝過程中的動(dòng)態(tài)特性以及影響因素。建立了提升鋼絲繩的柔性動(dòng)力學(xué)模型，討論了提升鋼絲繩在運(yùn)動(dòng)過程中的非線性振動(dòng)響應(yīng)。最后得到了滿足海上風(fēng)機(jī)安裝要求的軟著陸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的參數(shù)選取原則。 基于理論分析，對(duì)軟著陸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了研究，對(duì)其核心部件即緩沖器進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度檢驗(yàn)以及建模分析。在此基礎(chǔ)上，充分考慮緩沖器作為液壓元件的特性，建立了包括負(fù)載、吊索和緩沖器在內(nèi)的軟著陸系統(tǒng)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并在不同海況安裝條件下，對(duì)軟著陸系統(tǒng)的性能進(jìn)行了仿真計(jì)算，最終研制出了符合要求的軟著陸系統(tǒng)。 最后為了拓寬原有軟著陸系統(tǒng)在多變的海上安裝條件下的適用范圍，引入半主動(dòng)控制技術(shù)，基于海上風(fēng)機(jī)著陸過程的特點(diǎn)，提出一種新的節(jié)流孔面積設(shè)計(jì)原則，通過參數(shù)自校正模糊控制器實(shí)現(xiàn)了對(duì)于軟著陸系統(tǒng)在著陸過程中的半主動(dòng)控制，并通過仿真計(jì)算，驗(yàn)證了控制規(guī)律和方法的有效性，表明半主動(dòng)控制方案可有效改善軟著陸系統(tǒng)在較惡劣安裝條件下的緩沖性能。 本課題的研究內(nèi)容和成果為我國海上風(fēng)機(jī)安裝中的軟著陸系統(tǒng)研究提供了一個(gè)良好的開端，解決了海上風(fēng)機(jī)安裝中軟著陸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問題。目前該軟著陸系統(tǒng)已經(jīng)成功地應(yīng)用于江蘇響水海上風(fēng)電場(chǎng)大型風(fēng)機(jī)的安裝。 2100433B

維修性是產(chǎn)品維修方便、快捷和經(jīng)濟(jì)的重要質(zhì)量特性。在研制中越來越受到重視。這本《維修性設(shè)計(jì)分析與驗(yàn)證》由呂川主編，系統(tǒng)地介紹了維修性設(shè)計(jì)分析與驗(yàn)證的技術(shù)與方法。全書共分八章，主要包括：維修性的概念和設(shè)計(jì)、驗(yàn)證基本過程與原則。維修性要求及其確定，維修性模型，維修性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、方法，維修性分析技術(shù)。維修性試驗(yàn)與評(píng)價(jià)技術(shù)，維修性虛擬試驗(yàn)與分析評(píng)價(jià)等：《維修性設(shè)計(jì)分析與驗(yàn)證》是《可靠性·維修性·保障性技術(shù)叢書》之一，可供科技工業(yè)，尤其是武呂裝備研究、研制、試驗(yàn)、生產(chǎn)、玎購、維修部門和單位的工程技術(shù)人員與管理人員閱讀，也可作為高等工程技術(shù)院校有關(guān)專業(yè)本科生、研究生的參考書。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了分析儀器驗(yàn)證與評(píng)價(jià)的術(shù)語和定義、總則、通用要求、驗(yàn)證與驗(yàn)評(píng)方法、評(píng)分規(guī)則和驗(yàn)證與評(píng)價(jià)結(jié)果。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)對(duì)基因擴(kuò)增儀進(jìn)行驗(yàn)證與評(píng)價(jià)，儀器研制機(jī)構(gòu)與生產(chǎn)企業(yè)可以參照?qǐng)?zhí)行。