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公开(公告)号：CN117408077A
公开(公告)日：2024-01-16
申请号：CN202311490024.5
申请日：2023-11-09
申请人： 华北电力大学 , 华能如东八仙角海上风力发电有限责任公司 , 华能集团技术创新中心有限公司
IPC分类号： G06F30/20 , G06F30/17 , G06T17/20 , G06F119/14 , G06F119/02 , G06F113/04 , G06F111/06
摘要： 本发明涉及海上风电机组的导管架技术领域，具体提供一种考虑失效安全的海上风电机组的导管架的优化设计方法，旨在解决目前设计的海上风电机组的导管架容易因杆件损伤而迅速塌陷的问题。为此目的，本发明的优化设计方法在现有导管架结构的基础上建立初始设计域，并设置失效区域，失效区域以使柔顺度最大值最小为目标，非失效区域以使柔顺度最小化为目标，列出拓扑优化列式，并根据拓扑优化列式对初始设计域进行拓扑优化得到优化结构，分析优化结构形成的整机在失效区域出现失效前后的动态性能以及优化结构的静态性能，在满足条件时将优化结构作为目标导管架，否则重新优化设计。这样设计的导管架在海面附近的部分损伤时依然能保持较好的稳定性。
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公开(公告)号：CN117494359A
公开(公告)日：2024-02-02
申请号：CN202311465289.X
申请日：2023-11-06
申请人： 华北电力大学 , 华能如东八仙角海上风力发电有限责任公司 , 华能集团技术创新中心有限公司
IPC分类号： G06F30/18 , G06F30/20 , G06F113/06 , G06F119/14
摘要： 本发明涉及海上风电机组的塔基结构技术领域，具体提供一种基于拓扑优化的海上风电机组的塔基结构的优化设计方法，旨在解决导管架基础和过渡段分开单独设计存在设计周期较长并且无法实现两部分结构的高效利用的问题。为此目的，本发明的优化设计方法基于现有风电机组的塔基结构构建初始设计域，以确定柔顺度最小化为目标，设定初始设计域中导管架基础和过渡段的设计变量以及体积比，列出拓扑优化列式并据此对初始设计域进行拓扑优化得到优化结构，将与风电机组组成的整机的动态性能满足设计要求并且静态性能得到提高的优化结构作为优化后的塔基结构，避免了分开单独设计，降低了设计周期，两部分刚度更加匹配，实现了两部分结构的高效利用。
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公开(公告)号：CN221322589U
公开(公告)日：2024-07-12
申请号：CN202322985001.3
申请日：2023-11-06
申请人： 华北电力大学 , 华能如东八仙角海上风力发电有限责任公司 , 华能集团技术创新中心有限公司
IPC分类号： F03D13/25
摘要： 本实用新型涉及海上风电机组的塔基结构技术领域，具体提供一种用于与海上风电机组的塔筒连接的塔基结构，旨在解决OC4NREL 5MW海上风电机组的三腿导管架基础与升级后的海上风电机组的刚度不匹配的问题。为此目的，本实用新型提供了一种优化后的三腿导管架结构，主要对相邻两根纵梁之间的交叉杆的层数与角度、纵梁、交叉杆、横梁、斜梁的壁厚进行优化调整，与优化之前的三腿导管架基础相比，优化后的三腿导管架基础的抗弯性能得到进一步提升，在各种极限工况下最大位移减小，结构形变减小，结构抗倾覆力矩的能力有所提高，与升级后的海上风电机组的刚度相匹配。
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公开(公告)号：CN221003012U
公开(公告)日：2024-05-24
申请号：CN202323032059.2
申请日：2023-11-09
申请人： 华北电力大学 , 华能如东八仙角海上风力发电有限责任公司 , 华能集团技术创新中心有限公司
摘要： 本实用新型涉及海上风电机组的导管架技术领域，具体提供一种考虑失效安全设计的海上风电机组的导管架，旨在解决现有海上风电机组的导管架容易因纵梁损伤而迅速塌陷的问题。为此目的，本实用新型的导管架包括绕其中轴线均布并且轴线与中轴线共面的至少三根纵梁，每相邻两根纵梁在第一高度位置通过一根横杆连接，每相邻两根纵梁在第一高度位置下方的部分和第二高度位置上方的部分通过上下均布的多个交叉杆连接，在第一高度位置和第二高度位置之间的区域每相邻两根纵梁在靠近第一高度位置和第二高度位置的位置分别通过倒V形杆和V形杆连接，倒V形杆的上端与V形杆的下端通过一根纵杆连接，第一高度位置和第二高度位置分别低于和高于海平面4～6m。
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公开(公告)号：CN220667715U
公开(公告)日：2024-03-26
申请号：CN202321700995.3
申请日：2023-06-30
摘要： 本实用新型涉及海上风电机组的支撑结构技术领域，具体提供一种海上风电机组的支撑结构，旨在解决现有海上风电机组的支撑结构重量庞大而导致制造成本较高、吊装较为困难的问题。为此目的，本实用新型的海上风电机组的支撑结构由一根竖向支撑筒、三根斜支撑筒、三根竖向桩腿和三根水平连接筒组成，三根斜支撑筒、三根竖向桩腿和三根水平连接筒均围绕竖向支撑筒以圆周阵列的方式均布，三根斜支撑筒的上端焊接至竖向支撑筒的同一高度部位，每根斜支撑筒的下端焊接至对应的竖向桩腿的相同高度的部位，相邻两根竖向桩腿分别与一根水平连接筒的两端焊接连接。通过这样的设置，支撑结构的制造成本更低，吊装难度更小，便于安装，并且保证了结构强度。
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公开(公告)号：CN116542090A
公开(公告)日：2023-08-04
申请号：CN202310403539.0
申请日：2023-04-14
申请人： 华北电力大学 , 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 , 华能集团技术创新中心有限公司
IPC分类号： G06F30/23 , F03D13/25 , G06F30/20 , G06F119/04
摘要： 本发明涉及海上风电机组支撑结构技术领域，具体提供一种海上风电机组支撑结构的设计方法，旨在解决参考海洋石油平台的设计规范设计的海上风电机组的支撑结构在实际使用中无法达到预期的使用寿命甚至在极端工况下失效损毁的问题。为此目的，本发明的设计方法主要包括：选定海上风电机组的初始支撑结构；在DLC1和DLC6工况下进行整机极限载荷计算得到多个极限工况；计算初始支撑结构在每个极限工况下的最大位移；增加初始支撑结构的底面尺寸和高度得到初始优化设计域；列出拓扑优化列式并对初始优化设计域进行多目标拓扑优化得到优化支撑结构；比较优化支撑结构与初始支撑结构的静动态性能并选择性地将优化支撑结构确定为最终设计支撑结构。
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公开(公告)号：CN116738783A
公开(公告)日：2023-09-12
申请号：CN202310628010.9
申请日：2023-05-30
申请人： 华北电力大学
IPC分类号： G06F30/23 , G06F30/17 , G06F17/16 , G06T17/20 , G06F119/02 , G06F119/04 , G06F119/14 , G06F119/12 , G06F113/06
摘要： 本发明涉及海上风电机组支撑结构的疲劳分析技术领域，具体提供一种海上风电机组支撑结构的疲劳分析方法，旨在解决现有海上风电支撑结构采用应力集中因子概念无法得到全场累积损伤分布的问题。为此目的，本发明的疲劳分析方法包括：对整机建立动力学模型；根据所述动力学模型计算出等效静力载荷；对海上风电机组支撑结构建立整体‑局部有限元分析模型；在整体‑局部有限元分析模型中竖向支撑筒顶部的梁单元节点施加沿x轴、y轴、z轴方向的单位力和绕x轴、y轴、z轴的单位力矩，进行有限元计算得到应力影响矩阵；根据等效静力载荷和所述应力影响矩阵计算斜支撑筒与竖向支撑筒的焊缝的疲劳损伤结果。
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