张力腿平台结构在外界环境载荷作用下的力学分析是张力腿平台设计研究的重点。利用ANSYS软件,采用拟静力分析的方法,对张力腿平台(Tension Leg Platform,TLP)在极端海况风、波、流载荷联合作用下的结构强度进行分析,并针对平台应力集中区域通过添加支撑板的方法进行了局部改进,对改进后的平台再次进行了模拟验证。结果表明:平台立柱隔板的中央位置和立柱顶端变形量较大;平台顶部隔板、底部隔板与立柱联接的地方均出现应力集中;在平台应力集中区域添加支撑板的方法可以明显改善平台局部区域的应力分布,降低应力集中现象的危害。
采用有限元方法,基于Block Lanczos算法和VonMises失效理论,考虑平台结构阻尼和惯性载荷,利用ANSYS有限元软件和开源程序软件FAST分别研究了平台安装角度对张力腿平台(Tension Leg Platform,TLP)结构应力的影响和振动响应。结果表明:在极端海况下,张力腿平台海上漂浮式风力机受到的载荷及其运动响应主要集中在平台的纵荡、垂荡和纵摇方向,平台在重心初始位置做往复运动;波浪运动和平台耦合运动响应均不会引起平台发生共振作用;当风、波、流以相同入射角作用在风力机系统时,张力腿平台结构等效应力和最大切应力都随入射角的增大而增大;当风和波浪以0°入射角,海流以180°入射角作用时,平台的最大等效应力和最大切应力最小;张力腿平台安装角对平台应力有很大影响。
