一种吸力筒导管架结构设计方法及系统技术方案

技术编号：40814046 阅读：5 留言：0更新日期：2024-03-28 19:34

本发明专利技术属于吸力筒导管架技术领域，提供了一种吸力筒导管架结构设计方法及系统，包括：基于结构设计资料，生成吸力筒导管架分析模型，并建立海况输入文件，对静力工况和模态工况进行求解后，提取桩头点载荷数据，并结合土体参数和所述结构设计资料，建立吸力筒及土体有限元模型，对静力工况和模态工况进行求解后，计算刚度矩阵，基于所述刚度矩阵，生成泥面下吸力筒结构超单元，并结合所述吸力筒导管架分析模型，计算判断参数，并基于所述判断参数，判断所述吸力筒导管架分析模型是否满足控制标准，若不满足，则优化结构设计资料后，重新进行判断。实现了吸力筒导管架基础的全过程设计，降低了人力成本，提高了设计效率。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于吸力筒导管架，尤其涉及一种吸力筒导管架结构设计方法及系统。

技术介绍

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。

2、海上风电是绿色环保的清洁能源，具有运营时间长、土地面积占用少等优点。风机基础是海上风电的重要组成部分，海上风机运行的稳定性和安全性需要风机基础的保证，现阶段，主流的基础形式主要有单桩、导管架和吸力筒导管架等，其中以单桩基础最为主流。

3、目前，海上风电设计流程为先是由地质、水文、气象勘测单位提出勘测报告，之后设计人员通过提资进行计算分析，最后通过校核计算结果给出设计方案。

4、目前，吸力筒导管架设计流程需采用多款软件联合设计，主要涉及的软件有海洋工程主流设计软件为sacs、以及通用有限元软件abaqus。sacs软件为面向海洋工程方向的通用计算软件，abaqus软件为通用有限元软件，两款软件均并非针对吸力筒结构设计单独开发；同时，由于设计时需采用两款软件先后进行结构设计工作，两款软件存在数据接口问题，这都导致了设计人员进行桩基设计时存在效率较低的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种吸力筒导管架结构设计方法及系统，实现了结构设计资料的自动优化，以及优化后的吸力筒导管架分析模型的建立和控制标准判断，实现了吸力筒导管架基础的全过程设计，降低了人力成本，提高了设计效率。

2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：

<p>3、本专利技术的第一个方面提供一种吸力筒导管架结构设计方法。

4、一种吸力筒导管架结构设计方法，包括：

5、获取结构设计资料；

6、基于所述结构设计资料，生成吸力筒导管架分析模型，并建立所述吸力筒导管架分析模型的海况输入文件，基于所述吸力筒导管架分析模型和海况输入文件，对静力工况和模态工况进行求解后，提取桩头点载荷数据，并结合土体参数和所述结构设计资料，建立吸力筒及土体有限元模型；

7、基于所述吸力筒及土体有限元模型，对静力工况和模态工况进行求解后，计算刚度矩阵，基于所述刚度矩阵，生成泥面下吸力筒结构超单元，并结合所述吸力筒导管架分析模型，计算判断参数，并基于所述判断参数，判断所述吸力筒导管架分析模型是否满足控制标准，若不满足，则优化结构设计资料后，重新进行判断。

8、进一步地，所述判断参数包括固有频率；

9、所述固有频率用于计算前三阶模态，所述前三阶模态用于判断所述吸力筒导管架分析模型是否满足控制标准。

10、进一步地，所述判断参数包括静力和地震工况；

11、所述静力和地震工况用于计算泥面处位移、泥面处转角、单元uc值及节点uc值，所述泥面处位移、泥面处转角、单元uc值及节点uc值用于判断所述吸力筒导管架分析模型是否满足控制标准。

12、进一步地，所述判断参数包括疲劳参数；

13、所述疲劳参数用于计算疲劳损伤数值，所述疲劳损伤数值用于判断所述吸力筒导管架分析模型是否满足控制标准。

14、进一步地，所述桩头点载荷数据包括桩头点的集中力、弯矩和位移转角。

15、进一步地，所述吸力筒导管架分析模型中的节点id和单元组id，依据高程，采用自下而上递增命名的方式。

16、进一步地，所述结构设计资料包括风机参数、岩土参数、基础结构参数和环境参数。

17、本专利技术的第二个方面提供一种吸力筒导管架结构设计系统。

18、一种吸力筒导管架结构设计系统，包括：

19、数据获取模块，其被配置为：获取结构设计资料；

20、模型构建模块，其被配置为：基于所述结构设计资料，生成吸力筒导管架分析模型，并建立所述吸力筒导管架分析模型的海况输入文件，基于所述吸力筒导管架分析模型和海况输入文件，对静力工况和模态工况进行求解后，提取桩头点载荷数据，并结合土体参数和所述结构设计资料，建立吸力筒及土体有限元模型；

21、模型判断模块，其被配置为：基于所述吸力筒及土体有限元模型，对静力工况和模态工况进行求解后，计算刚度矩阵，基于所述刚度矩阵，生成泥面下吸力筒结构超单元，并结合所述吸力筒导管架分析模型，计算判断参数，并基于所述判断参数，判断所述吸力筒导管架分析模型是否满足控制标准，若不满足，则优化结构设计资料后，重新进行判断。

22、本专利技术的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。

23、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一个方面所述的一种吸力筒导管架结构设计方法中的步骤。

24、本专利技术的第四个方面提供一种计算机设备。

25、一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一个方面所述的一种吸力筒导管架结构设计方法中的步骤。

26、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：

27、本专利技术实现了结构设计资料的自动优化，以及优化后的吸力筒导管架分析模型的建立和控制标准判断，实现了吸力筒导管架基础的全过程设计，降低了人力成本，提高了设计效率。

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【技术保护点】

1.一种吸力筒导管架结构设计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种吸力筒导管架结构设计方法，其特征在于，所述判断参数包括固有频率；

3.根据权利要求1所述的一种吸力筒导管架结构设计方法，其特征在于，所述判断参数包括静力和地震工况；

4.根据权利要求1所述的一种吸力筒导管架结构设计方法，其特征在于，所述判断参数包括疲劳参数；

5.根据权利要求1所述的一种吸力筒导管架结构设计方法，其特征在于，所述桩头点载荷数据包括桩头点的集中力、弯矩和位移转角。

6.根据权利要求1所述的一种吸力筒导管架结构设计方法，其特征在于，所述吸力筒导管架分析模型中的节点ID和单元组ID，依据高程，采用自下而上递增命名的方式。

7.根据权利要求1所述的一种吸力筒导管架结构设计方法，其特征在于，所述结构设计资料包括风机参数、岩土参数、基础结构参数和环境参数。

8.一种吸力筒导管架结构设计系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利

10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种吸力筒导管架结构设计方法中的步骤。

...

【技术特征摘要】

1.一种吸力筒导管架结构设计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种吸力筒导管架结构设计方法，其特征在于，所述判断参数包括固有频率；

3.根据权利要求1所述的一种吸力筒导管架结构设计方法，其特征在于，所述判断参数包括静力和地震工况；

4.根据权利要求1所述的一种吸力筒导管架结构设计方法，其特征在于，所述判断参数包括疲劳参数；

5.根据权利要求1所述的一种吸力筒导管架结构设计方法，其特征在于，所述桩头点载荷数据包括桩头点的集中力、弯矩和位移转角。

6.根据权利要求1所述的一种吸力筒导管架结构设计方法，其特征在于，所述吸力筒导管架分析模型中的节点id和单元组...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭家沛，安杰，王勇，张积乐，王昊，
申请(专利权)人：山东电力工程咨询院有限公司，
类型：发明
国别省市：

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