近年来,随着我国风电事业的蓬勃发展,有关风电机组的设计体系在不断完善,但风机基础的设计仍然没有形成专门的规范。我国地质条件复杂,现有的规范不能普遍适用于不同类型的基础形式,存在局部破坏的风险。本课题主要针对重力式风机基础的设计开展进一步的研究,主要研究内容如下:(1)以某实际工程的风机基础设计为背景,利用有限元软件Ansys建立1:1重力式扩展风机基础数值模拟模型。以接触理论和有限元的相关知识为理论基础,通过应力云图、位移云图、剪力云图分析重力式扩展风机基础的受力机理和应力分布特性,并把数值计算结果和实际设计结果进行对比分析。得出结论:风机基础的最大沉降量、倾斜率、地基应力的有限元模拟值远小于规范限值,设计值相对保守;重力式扩展风机基础的上翼缘存在应力集中现象。(2)根据风机基础整体结构的受力特点,重点研究了金属环结构尺寸对基础受力性能的影响。将金属环的结构尺寸做参数化处理,建立一系列的数值模型。通过改变金属环的型式、环端高度、埋深比以及厚度,寻找到最利于结构稳定的设计参数,为风机基础内置金属环的结构优化提供依据。(3)利用计算机Java语言,结合优化设计意见,编制“重力式扩展风机基础”设计程序,实现了设计的程序化和操作界面的可视化。为重力式扩展风机基础这一基础类型的设计提供了计算工具,大大提高了设计效率。图[49]表[3]参[54]