圖20 碰撞后殘余應力云圖

圖21 局部應力云圖

圖22 局部塑性應變云圖
所有分析工況下,分析結(jié)果列表如表2 所示。從以上分析可以看出,結(jié)構(gòu)吸能、等效應力、塑性變形參量隨著船初始動能的增加而增加,但是會由于防撞設施的設置而有效降低,這三個參數(shù)是衡量風電機組基礎抵抗撞擊性能的重要指標。因此,在風電機組基礎設計中可以通過設置防撞結(jié)構(gòu),有效降低由于船舶等結(jié)構(gòu)碰撞對基礎結(jié)構(gòu)造成的影響。
六、防護措施
根據(jù)研究發(fā)現(xiàn),發(fā)生船舶與平臺碰撞的過程中,運維船只是造成碰撞的主要因素,所以對于海上風電機組基礎來說,必須充分考慮運維船只對基礎結(jié)構(gòu)帶來的破壞性影響;通過以上的分析也可以看到,采取了一定的防護措施后,基礎支撐結(jié)構(gòu)受到的作用力會大大減小,可以減少船舶對支撐結(jié)構(gòu)的損壞。目前可用的方法有:在靠船的過程中,船舶逆流靠近基礎平臺;增加橡膠、輪胎等緩沖裝置,減少運維船只撞擊力;在基礎支撐結(jié)構(gòu)上設置、靠船件,減少船舶對基礎結(jié)構(gòu)的直接沖擊力等。
結(jié)論
從上面的分析結(jié)果可以得到船與風電機組基礎碰撞后的響應,包括風電機組基礎設計所關(guān)心的應力、應變、加速度、能量等參數(shù)的變化。通過對這些結(jié)果參數(shù)的分析比較,
可以得到初步結(jié)論如下:
船-風電機組基礎碰撞的力學過程和結(jié)構(gòu)損傷可以用ANSYS/LS_DYNA 軟件詳細模擬,數(shù)值計算結(jié)果可以作為風電機組海上基礎結(jié)構(gòu)設計、評估的有效依據(jù)。
結(jié)構(gòu)吸能、等效應力、塑性變形參量隨著船初始動能的增加而增加,但是會由于防撞設施的設置而有效降低,這三個參數(shù)是衡量風電機組基礎抵抗撞擊性能的重要指標。因此,在風電機組基礎設計中可以通過設置防撞結(jié)構(gòu),有效降低由于船舶等結(jié)構(gòu)碰撞對基礎結(jié)構(gòu)造成的影響。
從碰撞分析中還可以提出其他計算結(jié)果(如碰撞力、碰撞后速度、加速度等參數(shù)曲線),作為局部結(jié)構(gòu)詳細分析的輸入條件,可以對基礎或者船只結(jié)構(gòu)強度進行評估。