深远海风力发电机组导管架过渡段优化研究

来源：海洋技术学报杂志2026年第01期北京时间：

作者：王雨,罗翔,黄立港,吴德安

单位：单位王 雨1，罗 翔1，黄立港2，吴德安2（1. 龙源（北京）新能源工程设计研究院有限公司,北京 100034；2.河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏南京 210024）

摘要：针对深远海超大容量风力发电机组基础过渡段设计的优化需求，本文基于有限元软件，构建了8.3MW风机四桩导管架基础斜箱梁式过渡段模型，进行了系统的结构静力与疲劳分析。研究结果表明：该过渡段在整体上表现出较低的疲劳损伤水平，但在箱梁与主筒体焊接部位及箱梁与主腿焊接部位存在局部疲劳损伤超限的现象（优化前最大疲劳损伤值为4.458）。为量化优化效果，本文通过控制单一变量法开展多组优化方案的数值模拟，形成“局部加厚+弧形肘板+打磨过渡+竖向支撑”的组合优化体系。首先，在设计阶段应对主筒体与箱梁顶板交界区域进行局部加厚处理（厚度从70mm增至90mm），或在该区域内外按500mm间距布置弧形肘板，可使该区域应力降低15%~20%；其次，应确保构件形状平滑过渡，避免尖锐边缘和截面突变，并对所有结构尖锐交界处进行打磨处理（将过渡角从15毅优化至30毅），可减少应力集中30%以上；最后，在箱梁侧板表面按800mm间距布置竖向支撑，可使侧板刚度提升25%，有效防止屈曲现象的发生。这些优化措施的实施将使过渡段局部疲劳损伤降至1.0以下，结构可靠性提升40%以上，且经对比，组合优化方案的综合效益优于单一优化措施（单一加厚仅能将疲劳损伤降至1.245，单一肘板疲劳损伤降至1.186），有助于显著提高深远海风电导管架基础过渡段的设计质量和运行可靠性，为深远海风电场的开发提供有力支持。

关键词：深远海；导管架；过渡段；结构静力分析；疲劳分析；优化设计

基金资助：企业项目（GJNY-22-13）；国家自然科学基金资助项目（42176166）