弹簧地基上大直径单桩海上风机的一阶自振频率

作     者：余云燕 许蓉 孔嘉乐 YU Yun-yan;XU Rong;KONG Jia-le

作者机构：兰州交通大学土木工程学院兰州730070 

出 版 物：《计算力学学报》 (Chinese Journal of Computational Mechanics)

年 卷 期：2024年第41卷第2期

页      面：383-389页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081401[工学-岩土工程] 0814[工学-土木工程] 080101[工学-一般力学与力学基础] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：甘肃省科技计划(23JRRA854) 甘肃省教育厅产业支撑计划(2021CYZC-28) 甘肃省交通运输厅科技研发项目(2021-12) 甘肃省基础研究创新群体项目(145RJIA332,21JR7RA347)资助. 

主　　题：海上风机 弹簧地基 自振频率 回传射线矩阵法 单桩基础 

摘      要：自振频率是海上风机前期动力设计的主要难点之一,计算精度要求极高,而桩-土相互作用对自振频率影响显著。目前,针对桩-土相互作用普遍采用弹簧地基简化模型,为对比分析不同弹簧地基简化模型的准确性和精度,本文采用回传射线矩阵法,建立固定端、单弹簧、双弹簧和三弹簧这4种地基简化模型,基于Bernoulli-Euler梁理论和Timoshenko梁理论,求解风机系统的自振频率,并与风机基频实测值作对比,进一步分析三弹簧简化地基模型中地基旋转刚度、地基耦合刚度和地基水平刚度对风机系统基频的影响。研究结果表明,桩-土相互作用不可忽略,三弹簧地基简化模型计算风机系统基频精度最高;地基刚度对风机系统基频的敏感性次序为,地基耦合刚度地基旋转刚度地基水平刚度;当地基旋转(水平)刚度较小时,地基耦合刚度与地基旋转(水平)刚度的耦合效应对风机系统的基频影响较大;地基耦合刚度与地基旋转刚度的耦合效应对风机系统基频的影响程度大于地基耦合刚度与地基水平刚度的耦合效应。