某风电场桩承台基础有限元分析及设计优化
海上风电场工程高桩承台基础施工费用研究
海上风电场工程高桩承台基础施工费用研究海上风电场工程是当前能源领域发展的热点项目之一，而基础设施的建设是该项目的一个重要组成部分。
其中，高桩承台基础是海上风电场工程的重要组成部分，其施工费用直接影响整个工程的投资成本和经济效益。
因此，本文将从海上风电场工程高桩承台基础的施工费用方面进行探讨和研究。
一、高桩承台基础的定义和特点高桩承台基础是指将混凝土桩深度打入海洋底部，浮筏悬挂在海面上，并通过高强度连接件将浮筏与混凝土桩连接在一起的一种基础形式。
该基础形式主要用于深海海域中的海上风电场工程，具有以下特点：1.适用范围广：高桩承台基础适用于水深20-60米，水流较快，海底地形复杂的深海海域。
2.结构稳定：高桩承台基础由于底部混凝土桩的支撑，浮筏的悬挂和高强度连接件的固定，使得整个基础结构稳定可靠，并能有效抵抗风浪等外部力量。
3.施工便利：高桩承台基础基于现场加工的功能，可以在陆地上进行制造和组装，不需要大型施工设备和船只，避免了海上施工的复杂性。
二、高桩承台基础施工流程及费用分析1.施工流程高桩承台基础的施工流程主要分为以下几个环节：首先，在岸上制作混凝土桩和浮筏，然后将其运输到海洋施工现场。
接着，使用现场加工设备进行混凝土桩的固定与浮筏的上挂，通过高强度连结件将其固定在一起，使其成为一个整体结构。
最后，进行现场安装和调试，以确保整个基础结构的标准和稳定性。
2.施工费用高桩承台基础施工费用包含以下几个方面：（1）材料费用：包括混凝土桩和浮筏的材料费。
（2）设备费用：包括现场加工设备、运输设备的费用。
（3）人工费用：包括制作、组装、建设、安装和调试等的人工费用。
（4）设计费用：包括结构设计费、现场调度费等。
（5）其他费用：包括保险费、审批费、技术服务费等。
总之，高桩承台基础施工费用是一个比较大的数字，其构成复杂，需要仔细的分析和研究。
三、高桩承台基础施工费用的控制方法1.技术创新通过技术创新来降低施工费用。
二桩承台的有限元分析
收稿日期 : 200 6209 219 作者简介 : 常景峰 ( 19772 ) ,男 ,助理工程师 ,黑龙江省哈尔滨市阎家岗农场水务局 ,黑龙江 哈尔滨 1 5007 8
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1 38
第 33 卷 第 6 期 山 2 0 0 7 年 2 月
西意的事项
1) 在基础上放垫铁的位置要铲平 ,使垫铁与基础全 部接触 ,接 触面积要均匀 。2) 垫铁应放 在地脚螺栓 的两侧 , 避免地脚 螺栓拧
紧时 ,引起机座变形 。3) 垫铁间一般允许间距为 70 cm～100 cm ,过 大时 ,中间应增加垫铁 。4) 垫铁应露出设 备外边 20 mm ～30 mm , 以便于调整 ,而垫铁与螺栓边缘的距离可保持 50 mm ～150 mm ,便 于螺孔内 的灌浆 。5) 垫铁的高 度一般 在 30 mm ～100 mm 之 间 , 如过高会影响设备的稳定性 ,过 低不便于 二次灌浆的 捣实 。6 ) 每 组垫铁 块数不宜 过多 , 一般 不超过 3 块 。厚的 放在下 面 ,薄 的放 在上面 ,最 薄的放 在中间 。在 拧紧地 脚螺栓时 ,每 组垫铁 拧紧程 度要一致 ,不允许 有松动 现象 。7) 设 备找平 找正 后 , 对于钢 板垫 铁要点焊在一起 。 参考文献 :
L IU Jun2 l iang Abstra ct :From two aspects : specifications of concrete foundation and deviation treatment quality inspection of concrete base is introduced as well as once 2t hrough pouring and seconda ry pouring methods. In a ddition method to set steel cushion as well asproblems deserving attention in operation is discussed in order to ensure the stability of equipment foundation. Key wor ds :equipment foundation , a nchor bolt , steel cushion
091.桩基础施工的有限元分析和校核
科桩基础施工的有限元分析和校核口于雯雯范洪浩陈会芳摘要：对泵段地基进行有限元计算分析，明确地基的 受力情况和底板及桩的应力和位移情况，并对底板和桩进 行强度和稳定性校核。
关键词:桩基强度稳定校核有限元分析1引言某港泵闸工程位于上海市杨浦区境内杨树浦港河道 原杨树浦港水闸外侧，靠近黄浦江的河口处，距河口约 130砠，是杨树浦港~虹江水系整治工程的重要组成部 分。
节制闸的主要功能为挡潮、引潮、排涝、维持内河水位 等，无通航要求。
节制闸闸首采用钢筋混凝土整体坞式结构。
消力池 为复式断面，池底高程4.0瓜，护坦为钢筋混凝土结构，护岸为高桩承台挡土结构。
海漫段高程-1.0瓜，护底为浆砌 石，并在纵横向间隔10瓜左右设置了素混凝土埂，护岸为 高桩承台挡土结构。
防冲槽采用抛石结构。
由于现有河 床表面有厚4瓜左右的淤泥，内外河防冲槽之间，采用挖 除后换填的地基处理方法。
防冲槽以外，淤泥不挖除，采 用先铺一层软体排，再平抛一层石的保护方法，保护范围 为防冲槽以外20瓜。
内外河底高程0.0叫由于在该泵闸基础桩施工过程中，浇入基础的桩大部 分在不同程度上彳倾斜，超出原先设计的要求。
此时的桩基 础在各种工况荷载作用下，沉降位移是否满足稳定要求，部分桩所受的拉压应力是否超过允许值。
因此对底板和 桩进行有限元分析计算，确定在现有情形下的桩基础是否 满足强度和稳定性要求，为确保泵闸的下一步施工和以后 的安全运行，是十分必要和重要的。
2计算分析方法有限元计算时底板和混凝土桩采用强化假定应变单 元，地基土层采用平面四节点等参单元。
对强化假定应变 戊八8〕单元模式，这里仅作简单介绍。
用有限元进行结构分析时一般采用低次单元，其主要 原因是这类单元能较好地适应边界条件且计算效率高，但圃珠江水运2009/7是这类单元不能较好地描述结构的弯曲性能和正确求解 包含近似不可压缩材料的问题。
为了解决这类问题,人们 提出了各种不协调单元，而以西穆〖5^0；！等提出的强化假 定应变单元最为有效。
风力发电机组关键部件的有限元分析
1、可以对复杂几何形状和材料属性进行模拟，从而得到更精确的结果。 2、可以考虑各种边界条件和外部载荷，以实现对真实工作条件的准确模拟。
3、可以对各种材料和结构进行建模，以优化其性能和可靠性。
在风力发电机组关键部件的有限元分析中，通常需要选择合适的单元类型和材 料属性，并应用以下步骤进行分析：
1、对部件进行几何建模，并确定材料属性（如弹性模量、泊松比等）。
1、增加数据样本的数量和多样性，以提高故障诊断模型的泛化能力和准确性。
2、深入研究深度学习算法，尝试引入新的网络结构和训练策略，以提高故障 诊断模型的性能。
3、针对风力发电机组的关键部件故障，开展更为深入的分析和研究，以提出 更为针对性的维修策略和预防措施。
4、将本研究成果应用于实际风力发电站，进行现场验证和优化，以推动风力 发电技术的进一步发展。
2、轴承有限元分析
通过对轴承进行有限元分析，可以得出其应力、应变分布情况，以及接触应力 和表面磨损等信息。这有助于优化轴承的结构设计，提高其承载能力和使用寿 命。
ห้องสมุดไป่ตู้
3、齿轮有限元分析
通过对齿轮进行有限元分析，可以得出其应力、应变和功率变化等情况。齿轮 的工作过程中，接触应力和弯曲应力是导致其失效的主要原因。因此，通过有 限元分析，可以优化齿轮的结构设计，降低接触应力和弯曲应力，从而提高齿 轮的可靠性和使用寿命。
3、齿轮：齿轮是风力发电机组中重要的传动部件，它将风能传递给发电机。 齿轮需要具有高强度和耐磨性，以确保长期稳定的工作。
二、有限元分析方法
有限元分析（FEA）是一种数值分析方法，它将一个连续的物理系统离散成由 有限个单元组成的模型，并通过计算得出每个单元的响应，从而对整个系统进 行仿真分析。在风力发电机组关键部件的分析中，有限元法具有以下优势：
基于有限元分析的风力发电机组结构优化研究
基于有限元分析的风力发电机组结构优化研究随着能源问题日益严重，风力发电逐渐成为一种被广泛运用的能源利用形式。
其中，风力发电机组的结构优化研究因其能够在提升发电效益的同时减少设备损耗而备受关注。
本文将基于有限元分析的方法，对风力发电机组结构优化进行研究探讨。
第一部分：风力发电机组结构分析风力发电机组通常包括叶轮、发电机、齿轮减速箱等组成部分。
其中，叶轮是风力发电机组中最关键的部分，其结构的设计与优化直接影响着整个风力发电机组的发电效益。
叶轮的主要结构包括叶片、减速器、轴承、轴等部分。
叶片是叶轮结构中最重要的组成部分，其形状、尺寸和材料选择等参数的优化都将影响着叶轮的整体性能。
因此，在叶轮结构的优化设计中，需要依靠理论计算和实验测试相结合的方法，进行叶片结构参数的选取和优化。
第二部分：基于有限元分析的风力发电机组结构优化有限元分析是一种常用的工程结构分析方法。
其原理是将结构分割成有限的部分，在每一部分上建立一个方程，然后将所有方程联立起来，形成一个求解整个结构的模型。
通过此方法得到的结果可以较准确地反映结构的受力性能和变形情况。
于是，我们可以运用有限元分析的方法，对风力发电机组整体结构进行力学分析和优化设计。
在此过程中，可以对各个结构部件的力学特性进行模拟计算，以寻求最佳设计方案。
第三部分：风力发电机组结构优化设计的实例以某型号风力发电机组为例，我们可以运用有限元分析的方法对其结构进行优化设计。
首先，通过对叶轮结构进行分析，确定其所受力的大小和方向，进而确定叶片和叶轮的结构尺寸和材料选择。
其次，利用有限元模拟计算的方法，对叶轮的应力和变形等参数进行分析。
在此基础上，可以进行优化设计，如调整叶片倾角、优化叶片虚弯等参数，进而改善整个叶轮结构的力学性能。
最后，根据优化设计方案，对风力发电机组的结构进行再次设计和调整，并进行实验验证。
在实验的过程中，需要对叶轮的输出功率、风速响应等参数进行测试和分析，以验证优化设计方案的可行性和有效性。
某风力发电场兆瓦级风电机组塔筒加固方案有限元分析
某风力发电场兆瓦级风电机组塔筒加固方案有限元分析作者：暂无来源：《智能制造》 2017年第11期某风力发电场兆瓦级风电机组塔筒加固方案有限元分析太原重工股份有限公司技术中心李永亮某风力发电场兆瓦级风电机组塔筒基础由于锚栓质量原因出现问题后，结合现场实际情况确定出两种较佳的塔筒加固设计方案。
本文针对这两种加固设计方案结合有限元分析程序NX Nastran 且有分别建立仿真模型进行有限元分析，通过对仿真数据进行比对研究，并结合相应的规范进行评定，确定出符合设计要求可行性的加固设计方案。
为解决现场塔筒加固问题提供依据和参考，同时为同类型塔筒的受力校核、改进优化提供有益借鉴。
一、引言塔筒是风力发电机组中的主要支承装置，尤其是大型风力发电机组，其高度都在数十米以上，它将风力机与地面联接，为水平轴叶轮提供需要的高度，而且要承受极限风速产生的载荷。
塔筒的安全性能非常关键，其安全可靠性是整个风力发电机组正常工作的前提。
某风力发电场兆瓦级风电机组塔筒底部法兰与基础连接螺栓由于质量问题，局部出现裂纹，而塔筒底部及基础是塔筒受力最大的部分，其要承受巨大的弯矩作用，锚栓出现问题严重影响到整个风力发电机组的安全，因此急需结合现场条件，设计确定出合理可行的塔筒加固方案，以确保整台机组的安全可靠。
本文针对两种加固设计方案，利用有限元分析程序NX Nastran分别建立三维装配模型、有限元仿真模型，施加极限载荷工况进行有限元分析，通过对仿真数据进行分析比对，结合相应的设计校核规范对加固设计方案进行评定，确定出符合设计要求的可行性方案。
为解决工程实际问题，实现塔筒加固，确保风力发电机组安全可靠运行提供依据和参考。
二、塔筒两种加固方案仿真模型的建立结合风场现场实际情况，确定出两种较佳的塔筒加固设计方案。
在距离塔筒底法兰一定高度区域设计抱箍与塔筒根部打孔，通过3 排螺栓连接，螺栓施加一定的预紧力。
抱箍底部通过锚栓与地基连接，以达到整体加固的效果，详细的连接方式如图1 所示。
风力发电机钢筋混凝土基础有限元分析
Ａｂ ｔ ｃ ： ａ ｉｇｓｍ ｕ ｄ ｔ ｎｐｔ ｒ ｅ ｔ ｓｔｅｂ ｃ ｇｏ ｎ ， ｈ ａ ｅ ｉｄｃ ｔ ｅａ ｐｉａ ｏ ｎ ｒｃｉ ｆ ｈ ａ ｔｅ ｅ ｏ ｔ ｇ ｉ ｓｒ ｔ Ｔ ｋｎ ｅｆ ｎ ａ ｏ ｉ ｐｏ ｃ ａ ａ ｋ ｒｕ ｄ ｔｅｐ ｐ ｒ ｎ ｉ ｅ ｔ ｐ ｌ ｔ ｎａ ｄｐａ ｔ ｅｏ ｔｅｃ ｎ ｌ ｒ ｒｕｉ ｌ ａ ｏ ｏ ｉ ｊ ｈ ａ ｓｈ ｃ ｉ ｃ ｉｖ ｇ ｎ ｐ ｅ
风 力 发 电 机 钢 筋 混 凝 土 基 础 有 限 元 分 析
张
摘
迪 罗全 胜 刘 宪亮
要： 为验 证 风 力 发 电机 钢 筋混 凝 土 圆形 扩 展 基 础主 要受 力 钢 筋 配 筋 的合 理 性 和 比较 风 机 基 础底 部 主 要 受 力 钢 筋 两
种配置形式 ， 运用整体 式体积率 配筋 的方 法， 虑基 础环 附近 竖 向钢筋和风 机基础底 部主要 受力钢筋 ， 考 建立 了风力发 电 机基础三维有 限元模型， 计算后得 出了主要受力钢筋应力情况， 均满足 强度要求 ， 最后指 出底 部主筋配筋形 式， 采用径 向
４ 基坑支 护 的监控
程是成功的。邻近建筑物和道路运输以及地下经济损失 基坑水平 位移 在允许 范围以内 ， 保证 了工程的顺利进行。
外， 还可能造成邻 近建筑 物 的坍塌 ， 施工 人员及 建筑 物 内人员 的 ５ 结 语 伤亡等不堪设 想 的严 重后 果 （ 国内 已有 支 护失败 的实 例 报道 ） 。 本工 程采用悬臂式灌注桩作深基 坑支护 它在设计 施工 的各
．
３ 既有建筑物 的沉 降观测 。对 ５层 办公 楼 、 车库进行 沉 ） ２层
Ｏ ｎ ａ ｐｌ ａ ｉｎ ｏ ａ ｔｌｖ ｒ ｇ ｏ ｔｎ ｉｅ ｉ ｕｐ ｒ ｆｄ ｅ ｏ ｎｄ ｔｏ ｉ ｐ ｉ ｔｏ ｆｃ ｎ ｉ ｅ ｒ ｕ ｉ ｇ ｐ ｌ ｎ ｓ ｐｏ ｔｏ ｅ ｐ ｆ ｕ ａ ｉｎ ｐ ｔ ｃ ｅ
基于abaqus的风力发电机组桩柱形支撑结构的有限元分析
基于abaqus的风力发电机组桩柱形支撑结构的有限元分析风力发电是一种可再生能源，近年来在全球范围内得到了广泛的应用和发展。
为了提高风力发电机组的稳定性和安全性，设计一个合适的支撑结构成为了必要的工作。
本文基于Abaqus软件，对风力发电机组的桩柱形支撑结构进行有限元分析，旨在评估其受力性能和结构稳定性。
1. 引言在风能资源丰富的地区，风力发电已成为一种重要的清洁能源。
风力发电机组通常由塔架、桨叶、发电机等组成，其中塔架作为整个机组的主要支撑结构，对机组的稳定性起着至关重要的作用。
因此，对塔架的设计和分析具有重要意义。
2. 分析方法本文采用有限元方法进行风力发电机组的桩柱形支撑结构分析。
有限元方法将复杂的结构离散化为单元，通过数学模型模拟结构在受力情况下的行为。
Abaqus作为一种强大的有限元分析软件，可以模拟和分析各种结构在不同受力情况下的响应。
3. 模型建立在Abaqus中，首先建立风力发电机组的三维模型，包括塔架、桨叶和发电机等。
然后根据实际情况设置材料参数、约束条件和加载条件。
根据设计要求，选择合适的单元类型和网格划分方法，确保模型的准确性和计算效果。
4. 材料参数在风力发电机组的桩柱形支撑结构中，各个部件的材料参数是有限元分析的基础。
根据实际情况，选择合适的材料模型和相应的参数。
例如，塔架可以采用钢材料，桨叶可以采用复合材料。
通过对材料的力学性能进行测试和分析，获取其材料参数。
5. 约束条件在有限元分析中，为了模拟真实情况，需要设置适当的约束条件。
对于风力发电机组的桩柱形支撑结构，一般需要设置固定支座、约束位移或自由边界等约束条件。
这些约束条件可以在Abaqus中进行设置，并与实际情况相匹配。
6. 加载条件针对风力发电机组的桩柱形支撑结构，需要考虑到风荷载和地震荷载等外部加载条件。
通过合理设置加载条件，可以对结构的受力情况进行模拟和分析。
在Abaqus中，可以设置不同类型和大小的加载条件，并观察结构的响应。
基于有限元分析的风电塔结构设计研究
基于有限元分析的风电塔结构设计研究第一章绪论1.1 风电塔结构的概述风电塔结构是支撑风力发电机组的重要组成部分，它承载着风机的重量和风压荷载。
风电塔结构设计直接关系到风电场的安全、可靠、经济和高效运行。
随着风力发电逐渐成为清洁能源的主流，风电塔结构的研究和设计也越来越受到关注。
1.2 有限元分析的基础知识有限元分析(Finite Element Analysis, FEA)是一种利用计算机模拟结构的方法，对结构进行数值分析的技术手段。
它采用离散化处理，将复杂的结构分割成有限多个小单元，每个小单元受到指定的载荷，模拟结构的整体响应情况，最终得到结构的力学性能和破坏过程。
有限元分析计算时间通常较长，但可靠性高，广泛用于工程领域中的结构分析、设计、优化和验证等方面。
第二章风电塔结构设计2.1 风电塔的基本构造风电塔结构主要由腿、塔筒、基础、液压系统和绝缘体等组成。
其中，腿和塔筒是支撑风机的主体结构，基础是将风电塔固定在地面的重要组成部分，液压系统是控制风机的转动的关键所在，绝缘体则是保证风机安全运行的重要设备。
2.2 风压荷载的作用风压荷载是指风经过建筑物的表面，由风压力产生的荷载。
风压荷载直接影响到风电塔结构的稳定性和可靠性。
通常将风场分为三个等级，对应不同的荷载值。
2.3 结构设计的要求风电塔结构设计要求具有足够的强度和刚度，能够承受风力发电机组全寿命周期内的所有荷载。
此外，还需要考虑到施工、运输、安装等方面的要求，以提高工程的效率和经济性。
第三章有限元分析在风电塔结构设计中的应用3.1 有限元模型的建立有限元分析需要将结构分割成有限多个小单元，采用合适的有限元模型能够准确预测风电塔结构的响应。
通常采用三维的梁单元、壳单元进行建模。
梁单元用于模拟风电塔结构的腿部和塔身的构造，壳单元用于模拟塔筒的结构。
3.2 荷载的模拟风场中的荷载非常复杂，包含风压荷载和温度荷载等多种影响因素。
有限元分析需要对风压荷载和温度荷载进行模拟，并根据实际情况进行组合，得到最终的荷载作用效果。
风力发电机基础与地基相互作用的接触非线性有限元分析
风力发电机基础与地基相互作用的接触非线性有限元分析摘要：作为经济发展的命脉—能源，在地球上供人类开发和使用，是有限且不可再生的。
随着全球工业化进程的开展与加速，世界各国对能源的需求也急剧上升。
在人类不断开采和消耗的情况下，煤炭、石油和天然气这三大常见的化石能源日渐枯竭，能源问题作为关系到世界经济发展和人类生存环境的重大问题，正日益受到世界各国越来越多的关注。
就我国而言，一方面，能源分布不均衡的情况较为突出，例如“北煤南运，西气东输”工程；另一方面，我国人口数量众多，能源消耗量也较大。
着眼于未来，这就要求我们必须制定并坚持可持续性发展的战略方针。
而开发并利用新的可再生的清洁能源，就是该其中战略之一。
在能源领域，风能是近期内最具大规模开发利用价值的可再生能源，对环境保护和社会可持续发展也有着重要意义。
国家鼓励积极发展太阳能、生物质能、地热能等其他新能源，有效发展风电，促进能源系统的推广应用。
同时，在此基础上，国家颁布政策大力支持并重点发展5MW以上的风力发电机组整机及其重要部件的设计、陆上和海上风电场的设计和运营、核心装备部件的制造与并网等关键技术。
由此，风电的发展催生了一大批相关的企业，至2011年，制造风力发电机组及其零部件的企业已达到600余家。
进入21世纪后，风力发电每年以20%的增容速度发展着，到2006年，中国风力发电总装机容量达到2604MW，居世界第六位；2008年，世界的风电总装机容量达到1.2亿KW，平均年增长率为28.8%；到了2010年，中国的风电新增装机容量为16000MW，2011年达到52800MW。
此时中国一跃，成为了世界第一风电大国。
风电的发展，不仅可以解决中国能源短缺的困局，保护生态环境，减少自然灾害，同时也可以拉动相关产业链的发展，从而为数以万计的人提供就业岗位。
关键词：风力发电机；地基；作用前言：从国际形势来看，近十年来，全球的风力发电产业装机容量以25%的速度增长着。
PHC管桩与承台连接方式的有限元分析
PHC管桩与承台连接方式的有限元分析首先，可以采用有限元软件（如ANSYS、ABAQUS等）建立PHC管桩-承台连接模型。
连接方式可以有自由锚固、固定锚固和半固定锚固等。
根据实际使用情况，选择合适的连接方式进行建模。
接下来，应该对材料进行合理的模型建立。
PHC管桩常采用钢筋混凝土材料，其力学性能可以通过实验得到。
在有限元模型中，可以采用合适的材料模型，如线性弹性模型、塑性模型等，以保证模型的准确性。
然后，在有限元模型中，将PHC管桩与承台按照实际尺寸和布置进行细致地建模。
考虑到实际工况，还需包括PHC管桩的荷载情况、地基情况、承台的荷载情况等。
接着，进行加载和边界条件的设置。
可以根据设计要求施加合适的水平力、垂直力、弯矩等荷载，同时设置边界条件，如固支边界条件、自由边界条件等，以模拟实际工作状态。
最后，通过有限元分析软件进行计算分析。
通过分析结果，可以得到PHC管桩与承台之间的应力分布、变形情况等重要结果。
根据这些结果，可以评估连接方式的合理性，并进行优化设计。
在进行有限元分析时1.确定合理的网格划分。
合理的网格划分对于模型的准确分析至关重要。
应该根据PHC管桩的几何形状和连接方式进行合理的网格划分，并进行网格收敛性分析。
2.考虑材料的非线性特性。
PHC管桩和承台的材料在受到大荷载时会出现非线性变形。
因此，在有限元模型中需要考虑材料的非线性特性，以提高分析结果的准确性。
3.考虑不同工况下的变量。
PHC管桩-承台连接的工作状态可能会受到不同工况的影响，如荷载大小、荷载作用时间、地基情况等。
因此，在有限元分析中，应该考虑不同工况下的变量，并进行相应的分析。
总之，通过有限元分析对PHC管桩与承台连接方式进行研究和分析，可以为工程设计和施工提供重要的参考依据。
在实际应用中，还需根据具体工程情况进行合理的参数设置和结果解读，并结合实际经验进行优化设计。
基于有限元方法的风电机组塔筒及法兰优化设计
基于有限元方法的风电机组塔筒及法兰优化
设计
1 引言
风电作为一种具有广泛发展前景的清洁能源，已经成为人们日常
生活中不可或缺的一部分。
风电机组中塔筒及法兰作为其中一个重要
的组成部分，对该机组的稳定性和安全性有着至关重要的作用。
因此，对塔筒及法兰进行优化设计显得尤为重要。
2 有限元方法
有限元方法是一种以数值计算为基础的工程计算方法，可以通过
将连续问题中的区域离散化为有限数量的子区域来进行计算。
在工程中，有限元方法被广泛应用于结构分析、流体力学、热传导等领域。
3 塔筒优化设计
塔筒作为风电机组的支撑结构，其设计需要考虑到风区的最大风速、塔筒自重、风叶振动等多种因素。
通过有限元方法可以对塔筒进
行建模并进行强度及稳定性分析。
此外，借助优化算法，可以对塔筒
参数进行优化，如塔筒材料、壁厚、直径等。
优化设计可以提高塔筒
的稳定性和承载能力，同时降低制造成本。
4 法兰优化设计
法兰作为风电机组与塔筒相连的重要部件，需要满足高强度、耐
腐蚀、密封性好等要求。
通过有限元方法可以对法兰进行建模并进行
强度及接口分析，以确定法兰的最佳设计方案。
同样地，优化设计可以提高法兰的强度和接口性能，同时减少制造成本和维护费用。
5 结论
有限元方法是优化设计工程中的重要工具，能够有效地提高风电机组塔筒及法兰的设计效率和质量。
在塔筒及法兰的设计中，通过有限元分析来模拟真实的工作环境和载荷情况，得出最优的设计方案，是今后风电行业发展的必要条件。
海上风机桩基础承载特性的三维有限元分析
目录
01 摘要
03 二、桩基础概述
02 一、引言
04
三、三维有限元分析 原理和方法
目录
05 四、海上风机桩基础 的三维有限元模型
07 六、结论与建议
五、海上风机桩基础
06 承载特性的模拟和分 析
08 参考内容
摘要
本次演示通过使用三维有限元分析方法，对海上风机桩基础的承载特性进行 了详细的分析和研究。首先，对桩基础的设计和结构进行了概述，然后阐述了三 维有限元分析的基本原理和方法。接着，通过建立海上风机桩基础的三维有限元 模型，对其在不同荷载条件下的承载特性进行了模拟和分析。最后，根据模拟结 果，对海上风机桩基础的承载能力进行了评估，并提出了相应的优化建议。
二、桩基础概述
桩基础是一种常见的风机基础形式，主要由桩、承台和上部结构组成。桩基 础的设计和结构需根据地质条件、荷载要求和上部结构形式等因素进行综合考虑。 在海上风电项目中，由于环境条件复杂多变，对桩基础的承载能力和稳定性要求 更高。
三、三维有限元分析原理和方法
有限元分析是一种广泛应用于工程领域的数值模拟方法。通过将连续的物理 系统离散化为有限数量的单元，并对这些单元进行力学分析和组合，可以实现对 系统行为的数值模拟和预测。三维有限元分析则是在二维有限元分析的基础上， 进一步考虑了空间效应的影响，能够更准确地模拟复杂结构的力学行为。
五、海上风机桩基础承载特性的 模拟和分析
1、静力承载特性分析
通过对海上风机桩基础进行静力承载特性分析，可以了解其在不同荷载条件 下的变形和应力分布情况。通过对比不同荷载条件下的模拟结果，可以发现荷载 对桩基础承载特性的影响规律。同时，还可以根据模拟结果对桩基础的尺寸、材 料等进行优化设计。
基于有限元分析的风力发电机组结构优化研究
基于有限元分析的风力发电机组结构优化研究概述：风力发电作为一种可再生能源，已经得到了广泛的应用和研究。
然而，当前风力发电机组的结构存在一些问题，比如重量过大、振动和噪音过大等。
因此，本文通过基于有限元分析的方法，对风力发电机组的结构进行优化研究，以提高其性能和可靠性。
1. 有限元分析的原理及应用有限元分析是一种计算工程力学的方法，通过将结构划分为许多小的有限元单元，然后通过数值计算的方法，求解结构的应力、变形等物理量。
有限元分析具有较高的精度和适用性，在工程设计分析中得到了广泛的应用。
2. 风力发电机组的结构风力发电机组由塔架、机舱、叶片等组件组成。
塔架承载整个机组的重量，并将其固定在地面上。
机舱包含发电机和控制系统，负责产生电能和调节风向。
叶片是将风能转化为机械能的关键组件。
3. 结构优化的目标与方法通过有限元分析，可以分析机组结构的应力分布、振动特性等。
在优化中，我们的目标是降低结构的重量、减小振动和噪音，提高结构的稳定性和耐久性。
优化方法可以采用遗传算法、粒子群算法等智能算法，也可以采用参数化设计和灵敏性分析等方法。
4. 材料优化材料的选择对机组结构的性能有重要影响。
优化材料的性能可以从两个角度进行：一是根据结构的应力分布，选择合适的材料以满足强度和刚度要求；二是根据材料的物理特性，选择具有良好耐久性和防腐蚀性的材料。
5. 结构拓扑优化结构拓扑优化是指通过改变结构的拓扑形态，达到优化结构性能的目的。
拓扑优化的方法可以通过增减材料的方式，调整结构的稳定性和刚度。
通过有限元分析，可以对不同的拓扑形态进行仿真分析，选取最优解作为改进的结构形态。
6. 结构参数优化除了拓扑形态的优化，结构的参数调整也可以改善结构的性能。
例如，通过改变塔架的高度和厚度，可以减小风力对机组的作用力；通过调整叶片的扭曲角度和长度，可以提高叶片的风能转化效率。
通过结构参数的优化，可以获得更加合理和高效的结构设计。
7. 系统集成与优化风力发电机组是一个复杂的系统，其每个组件之间的相互作用会对整体性能产生影响。
某桩基承台挡墙系统安全性有限元分析与研究
关键词 ：桩基 承台挡墙 ； 线弹性 ； 非线性有 限元 ； 稳定性分析
中 图分 类 号 ：Ｕ ４ ４ ３ ． １ ５ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ２ —１ １ ４ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ － ＇ － － （ Ｋ Ｏ ９ － － － ｑ Ｍ
Ｆｉ ｎ ｉ ｔ ｅ Ｅｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｐｉ ｌ ｅ Ｆｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
第１ １ 卷第 ３ 期
２ ０ １ ３年 ６月
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ
水利 与建 筑工 程学 报
Ｖｏ １ ． １１ Ｎｏ． ３
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：１ ｈ ｅ ｉｎ ｆ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ａ ｄ ｉ ｋ ｅ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｐ ｉ ｌ ｅ ｏｕ ｆ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｅ ａ ｉｎ ｔ ｇ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ ｒ ｅ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｌ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｓ ｅ ｔ ｕ ｐ ｔ ｏ ｃ ｌｃ ａ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｔ ｈｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｄ ｅ ｆ ｏ ｍａ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｅ ｌ ｓｔ ａ ｉ ｃ ｉ ｔ ｙ ａ ｎｄ ｎ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｉ ｆ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ，ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｙ ｔ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ Ｓ ａ ｎａ ｌｙ ｚ ｅ ｄ ｂ ｙ ｈｅ ｔ ｍｅ ｎｓ ａ ｏ ｆ ｉ ｎ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｍｅ ｈｏ ｔ ｄ．Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｐ ｉ ｌ ｅ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ Ｓ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｉｅ ｆ ｄ．ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ — ｇ ｒ ｅ ｅ ｏ ｆ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｉ ｓ ｉ ｎ ｈｅ ｔ ｒ ｎｇ ａ ｅ ｆ ｒ ｏ ｍ １． ６ ｔ ｏ １． ７，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｓ ａ ｆ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｙ，ｂ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ
井盖组合的承台结构有限元分析与优化设计
井盖组合的承台结构有限元分析与优化设计井盖组合的承台结构是城市建设中非常重要的一种设施结构。
为了保证井盖在承受车辆重量、水流等压力时不会发生破坏，需要对其进行有限元分析与优化设计。
首先，需要进行有限元分析，确定该结构所承受的最大荷载。
在分析过程中，需要获取井盖组合的尺寸、材料、受力情况等参数，并利用有限元软件模拟井盖所承受的荷载，分析其在受力前后的变形、应力等情况。
通过分析所得的结果，确定井盖组合的最大荷载。
在确定最大荷载后，需要进行优化设计。
优化设计的过程中，需要考虑以下几个方面的因素：一、选用合适的材料井盖组合的承台结构需要承受大量的压力，因此需要选用强度高、耐磨损的材料，如高强度钢、铸铁等。
二、优化结构参数对井盖组合的结构参数进行调整，以提高其承载能力。
如增加钢筋的数量和间距、加厚井盖等。
三、合理布置井盖在城市建设中，井盖的布置方式也会影响其承载能力。
合理布置井盖可以分流荷载，降低对单个井盖的压力，从而提高其承载能力。
通过以上的优化设计，可以提高井盖组合的承载能力、延长其使用寿命，确保城市的交通和排水系统的正常运行。
总之，井盖组合的承台结构需要经过有限元分析与优化设计才能保证其在受力情况下不会发生破坏。
在城市建设中，我们需要充分考虑其承载能力和使用寿命，进行合理的设计和布置，以保障城市的正常运行。
数据分析是现代社会中至关重要的一项技能，通过对数据的处理和分析，可以帮助我们理解社会经济、科技领域的发展以及人们的生活方式等方面的情况。
以下是一些相关数据及其分析：1. 人口普查数据人口普查数据是我们了解一个国家或地区人口基本情况的重要指标。
例如，美国最近一次人口普查显示，该国总人口数量为331,449,281，其中51.2%为女性，48.8%为男性。
此外，白人占总人口的76.3%，黑人占13.4%，亚裔占5.9%，其他族裔占4.4%。
这些数据可以帮助我们了解一个国家的人口结构、族裔构成和性别比例等，从而有助于政策制定和社会管理。
基于有限元分析的海上风电场变流器功率密度优化
基于有限元分析的海上风电场变流器功率密度优化随着全球能源危机的日益加深，清洁能源的开发和利用成为各国共同关注的焦点。
海上风电场作为一种常见的清洁能源发电方式，其变流器的性能优化对于风电场的运行效率和发电能力具有重要意义。
本文将重点探讨基于有限元分析的海上风电场变流器功率密度优化的相关内容。
海上风电场作为清洁能源领域的一个重要分支，在海上风能利用方面具有巨大的潜力。
而变流器作为海上风电场中的关键设备之一，负责将风能转化为电能，并将其输送到电网中。
因此，优化变流器的功率密度具有重要的意义。
有限元分析是一种常用的工程分析方法，通过对模型进行离散化然后使用数值求解法来分析结构或系统的行为。
在海上风电场中，有限元分析被广泛应用于测量电场中的电流分布、电压分布以及温度分布等参数。
通过掌握这些参数的分布情况，可以有效地进行变流器功率密度的优化。
首先，通过有限元分析技术，可以准确地测量出变流器的热分布情况。
变流器在工作过程中会产生大量的热量，如果不能及时、有效地散热，就会导致变流器性能下降，甚至损坏设备。
因此，合理设计变流器的散热系统非常重要。
通过有限元分析，可以模拟变流器在不同工况下的温度分布，进而进行散热系统的优化设计，提高变流器的散热效果，降低温度对其工作性能的影响，从而实现功率密度的优化。
其次，有限元分析还可以帮助计算出变流器中的电流分布和电压分布。
这对于选择合适的功率元器件、优化电路布局以及提高变流器的效率都具有重要的意义。
通过有限元分析，可以计算出电流分布和电压分布的大小和分布情况，并根据这些结果进行细致的分析和优化。
运用适当的设计和改进措施，可以使得变流器中的电流和电压分布更加均匀，从而提高变流器的功率密度。
最后，有限元分析还可以评估变流器的结构强度和稳定性。
在海上风电场中，变流器通常需要经受较大的风浪、潮汐等海洋环境的冲击。
为了确保变流器在恶劣环境下的正常运行，必须对其结构进行强度和稳定性的分析。
某风机钢筋混凝土基础破坏实例及有限元分析_周新刚
收稿日期：2013-11-22作者简介：周新刚（1963—），男，山东荣成人，教授，从事混凝土结构耐久性及工程结构鉴定加固研究及设计咨询。
的主要原因，对基础加固处理及改进基础设计提出意见和建议。
风电机组的设计使用寿命一般为20年，但该工程投入使用不到3年，就有多台机组多次出现（2）塔筒与混凝土基础接触处基础表面混凝土开裂、破损明显（见图2a ））；图1风机钢筋混凝土基础剖面（单位：mm ）Fig.1Reinforced concrete foundation sectionfor a wind generator（3）塔筒壁与混凝土基础上表面接触处存在较多磨细的混凝土粉末（见图2b ））；（4）筒壁与基础混凝土上表面处的防水条有破损。
为查明事故原因，对出现事故的钢筋混凝土基础进行了详细的调查。
调查中对破坏最严重的一个基础筒环周围的混凝土进行了解剖分析。
调查检测表明，混凝土密实、浇筑质量较好，实测混凝土强度超过了设计要求，基础中的钢筋符合设计要求，基础与周围土体之间未发现裂缝、沉降、滑动等现象。
拆除塔筒，用千斤顶顶预埋筒环法拉盘，发现筒环与混凝土基础之间的黏结力已完全丧失。
基础顶面穿筒环的构造钢筋有多根断裂（见图2c ））。
实测表明，筒环与混凝土之间的最大位移已达30~40mm 。
混凝土与筒壁之间发生了明显的滑移破坏。
而且由于反复的滑移运动，筒环与其接触面的混凝土不断挤磨，筒环与混凝土接触面处出现很多粉末。
由于出现了较大的滑移，塔筒变形及振动超过允许值，致使机组不断报警而无法正常工作。
凿开筒环周围的混凝土发现，筒环下法拉上侧周围的混凝土被压碎（见图2d ））。
2事故原因分析该风电场风机设计切入风速3.0m/s ，额定风速14.0m/s ，切出风速22.0m/s ，安全风速（10min ）37.5m/s ，最大安全风速（3s ）52.5m/s 。
该风电场在投入使用后，曾遭受超强台风的袭击。
超强台风中心最大风力15级（48m/s ），中心最低气压为94.5kPa ，移动速度为30km/h 左右。
圆形风机基础承台有限元分析
２７８
中国电机工程学会电力土建专业委员会 ２０１３年“新能源、新技术、创新发展”学术交流会《技术创新论文集》
由图３．１和图３—２可以看出，承台底面径向拉应
力和环向拉应力的最大位置发生在ｘ轴正方向（力
作用方向）附近，且靠近台柱：而在Ｘ轴负方向（力 作用反方向）附近，且靠近台柱，承台底面径向压 应力和环向压应力出现最大值。 由图３．３和图３－４可以看出，承台顶面径向拉应
３．２各工况内力计算
计算共４种工况，分别为： 极端工况：荷载取极端荷载工况，桩
顶与承台完全铰接。
正常工况：荷载取正常荷载工况，桩 顶与承台完全铰接。 地震工况：荷载取罕遇地震工况，桩顶与承台 完全铰接。 疲劳工况：荷载取疲劳荷载工况，桩顶与承台 完全铰接。 各种工况承台弯矩和承台应力的统计如表３、
图１承台正锥计算模型图
Ｆｉｎｉｔｅ
ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｏｆ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ
ＬＩ Ｘｉａｏｍｅｉ，ＬＩＵ Ｘｕｅｘｉｎ，ＣＨＥＮ Ｋａｎｇｄｏｎｇ
（Ｊｉｌｉｎ
Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｒｖｅｙ＆Ｄｅｓｉｇｎ ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １ ３００２２，Ｃｈｉｎａ）
环向配筋：弯矩设计值为３ １７７．８ｋＮ・ｒｎ，单位长
度要求配筋面积为３５９６删符． （２）承台顶面配筋
径向配筋：弯矩设计值为８５２．６ｋＮ・１１１，单位弧长
要求配筋面积为９８２．４ １１１】一 环向配筋：弯矩设计值为５１９．２ｋＮ・ｍ，单位长度 要求配筋面积为５９７．７
ｒｌｌｌｎ２
比来估算的，这与有限元计算差距较大。
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［作者简介］孟宪申(1980-),江苏省地/0产局第2地质大3,高
级工程5,国家6册-级建95,从：岩土、水工环地质工程的设廿、工 管虹作
江苏建筑 2019年第4期（总第198期）
为15.44。$ 于
建
为桩
粉
地
$
87
，所以，
④粉 ： 中 ~
，
$
图1 工程区地理位置示意图
0引言 风电是清洁、可再生能源$风电场的建设不仅有较好的
经济效益％还可促进当地旅游业的发展。同时又能带动第三
产业发展，促进当地经济建设，而且具有明显的社会效益及
环境效益$风电作为绿色电能％有利于缓解电力工业的环境
保护压力％风电场建设符合国家关于能源建设的发展方向％
是国家大力支持的产业$
由于风电场建设选址的特殊性，其建设常会遇到特殊
于明
、
、三
和
$
G1511日兰高速&G220国道&S262省道从场址附近通过，
场
，
利$工程区地理位
1$
本工程拟安装75台单机容量为2 000 &W的风机，总装 机容量为150 MW,新建一座220&V升压站及相应的集电 线路、施工道路建设$风力发电机组拟采用三叶片、水平轴、
上风向的结构形式，轮毂高度100m，转轮直径为115叫风
性不良地基％加上风电场风
建筑设计要求的
特殊性，
地基上的风机基础和桩基的方案设计尤
为重要，本文主要针对风机用桩承台基础桩有限元分析及
设进
$
1 工程概况 山东东明风电场位于山东省荷泽市东明县南部％地处
鲁西南平原黄河东侧$场址东西最长约18 &m,南北最长约
9 &m,东北距荷泽市约32 &m,北距东明县约25 km$行政
2.School of Earth Sciences and Engineering, Nanjing Jiangsu 210093 China ； 3.Huarun Electric Investment Co., Ltd, East China Branch, Jinan Shandong 250002 China)
86
江苏建筑 2019年第4期(总第19$期)
某风电场桩承台基础有限元分析及设计优化
孟宪中",金％ 1,付振林3,郑鹏飞1,宋-1
(L江苏省地质矿产局第五地质大队，江苏徐州221004； 2南京大学地球科学与工程学院，江苏南京210093；
a华润电力投资有限公司华东分公司，山东济南250002)
［K 要］由于风力发电风机高耸结构对建筑设计要求的特殊性，风力电机塔架高，基小，加之受风力影响，风电工
场地进行工程地质详细勘察，其中控制性钻孔深50 m,—般
性钻孔深35 m$根据勘探 ，把场地勘探深度范
程荷载的特殊性。当天然地基不能提供相应的竖'抗压、抗拔和抗倾覆等力，风机基H受力状态远比l他高耸结构基H的复 杂，需采用桩基H进行深入地层处理｛保证整体风机的稳定可靠，在满足上部结构荷载要求的前提下，采用适宜地基建设条 件的型式简单、施工难度不大、造价较低的风机基H的设计尤为重要。
［关键词］风力发电；风机；抗倾覆；桩基H；荷载 ［中图分类号］TU470.2 ［文献标志码］A ［文章编号］1005-6270(2019)04-0086-06
Finite Element nalysis and Optimization Design of Pile Foundation for a Wind Field Pile
MENG Xian-zhong1%* JIN Jing1 FU Zhen-lin3 ZHENG Peng-fei1 SONG Gang1 (1 .Fifth geological team of Jiangsu Bureau of Geology and mineral Resources Xuzhou Jiangsu 221004 China ；
Abstract: Due to the particularity of the high -rise structure of wind turbine to the architectural design requirements, the wind turbine tower is high, the base area is small, and the wind turbine engineering load is special. When the natural foundation can not provide the corresponding vertical pressure, pull and overturning forces, the force state of the fan foundation is far more complex than that of other high -rise structural foundations, and it is necessary to use the pile foundation for in-depth stratigraphic treatment to ensure the stability and reliability of the overall fan. Under the premise of satisfying the superstructure load, it is very important to design the fan foundation with simple type, little difficulty and low cost. Key words: wind power generation ； fan ； anti-capping ； pile foundation ； load
机总重量343.7 t,为IEC1B类风机$机组基础拟采用桩基
础，承台直径20 m,基础承台埋深3.40 m$
2地质概况
2.1地形地貌、岩性分析
场址区中部位于东明县城南方约25 km的黄河右岸，属 黄河冲积平原，场地地势平坦，总的趋势东北低，西南略高,
地面高程54.5 m~66.5 m，地表多为耕地$现场布置了钻孔对