【摘 要】
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近年来我国的风电行业发展迅速,但我国各地风电场出现的各种风机基础损伤问题给风电企业造成了巨大的经济损失。风机基础在反复荷载和大偏心荷载作用下,基础环周边混凝土会出现应力集中导致基础混凝土出现裂缝、空腔等损伤问题。所以研究基础环式风机基础的损伤过程模拟对保障风机的正常运行和基础结构的安全有一定的指导意义。针对基础环式风机基础的损伤问题,本文首先将数值模拟和监测试验得出的基础环竖向偏移量进行对比,验证
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近年来我国的风电行业发展迅速,但我国各地风电场出现的各种风机基础损伤问题给风电企业造成了巨大的经济损失。风机基础在反复荷载和大偏心荷载作用下,基础环周边混凝土会出现应力集中导致基础混凝土出现裂缝、空腔等损伤问题。所以研究基础环式风机基础的损伤过程模拟对保障风机的正常运行和基础结构的安全有一定的指导意义。针对基础环式风机基础的损伤问题,本文首先将数值模拟和监测试验得出的基础环竖向偏移量进行对比,验证数值模拟和监测试验的准确性。再利用有限元软件模拟风机基础的损伤变化过程,包括风机基础环-基础混凝土粘结逐渐失效、基础环-混凝土摩擦接触、基础环侧壁混凝土裂缝扩展和基础环下法兰处混凝土空腔扩展这四种逐渐损伤工况,计算并分析各损伤工况下风机基础混凝土应力和基础环位移随基础逐步损伤的变化规律。研究结果表明:(1)随着基础环与混凝土之间粘结高度的逐渐减小,风机基础环水平度逐渐增大,而基础混凝土应力呈现先增大后减小的趋势,基础环最大水平度未超过规范的允许值,此时风机基础尚处于健康状况。(2)在基础环-混凝土摩擦工况下,基础环的应力沿水平力方向对称分布,基础环环向最大应力出现在水平荷载方向,且基础环受压侧的应力都会大于基础环受拉侧的应力,基础混凝土和钢筋网架的最大应力均出现在基础环受拉侧下法兰处周围。通过分别改变结构所受荷载大小和基础环-混凝土之间的摩擦系数发现基础混凝土应力和基础环竖向位移与荷载大小呈正相关关系,而与摩擦系数呈负相关关系。(3)随着侧壁混凝土裂缝从表面扩展至下法兰处,基础环水平度逐渐增大,基础混凝土的拉应力也逐渐增大至接近混凝土抗拉强度。基础环水平度随着基础混凝土空腔区域的扩展呈几何式增大趋势,此时基础环最大水平度已远超过规范所规定的水平度。
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