"海上风机桩基础与上部结构灌浆连接段优化分析 (2013年)" 这篇2013年的论文主要探讨了海上风力发电机的基础与上部结构之间的灌浆连接段在多种荷载作用下的受力特性和应力分布规律。作者团队通过理论分析与有限元软件ANSYS的仿真计算,对连接段进行了结构优化设计,以寻找最佳的结构形式。 论文首先介绍了研究背景,海上风力发电是可再生能源领域的重要组成部分,而风机的基础与上部结构的连接质量直接影响到整体结构的稳定性和安全性。灌浆连接段作为连接两部分的关键环节,其性能至关重要。研究考虑了轴向压力、弯矩、剪力和扭转等多种复杂工况下的力学响应。 在方法论上,研究人员建立二维(2D)和三维(3D)的有限元模型,利用ANSYS软件进行仿真分析。他们通过调整灌浆环形空间的厚度、剪力键的空间布置以及连接长度等参数,对结构的强度进行了敏感性分析,以探究这些因素如何影响连接段的应力分布和集中程度。 研究结果显示,灌浆连接段的应力集中程度会随着剪力键的布置、灌浆环形空间的厚度以及连接段长度的变化而呈现出规律性的变化。经过一系列的优化计算,得出对于单机3兆瓦(MW)的单桩基础结构,合理的灌浆连接环形空间厚度为95毫米,剪力键的间距为500毫米,剪力键的宽高比为2,连接长度为6500毫米。这些参数提供了连接段的最佳构造形式,有利于提高结构的整体性能和耐久性。 结论部分指出,在实际工程应用中,当风机基础结构的外形尺寸确定后,可以依据这些优化结果来设计连接段,从而确保结构的安全性和经济性。此研究为海上风电场的设计和建设提供了重要的理论依据和技术支持。 关键词包括:风机基础、灌浆连接、剪力键、结构优化,这些关键词涵盖了研究的主要内容和焦点。这篇论文对自然科学领域,尤其是土木工程和海洋工程的学者和技术人员具有较高的参考价值。
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