鹰式波浪能装置旋转碰撞的结构损伤过程研究

鹰式波浪能装置发电效率较高但抗浪性能较差,在实海况运行时出现门型限位梁被撞坏的情况。为防止装置被进一步破坏,本文研究了限位梁被撞坏的损伤机理,并改进了装置的限位方案。利用非线性有限元程序ANSYS/LS-DYNA对鹰头吸波体背部的5个防撞块与限位梁的旋转碰撞过程进行了仿真分析,吸波体、限位梁及橡胶防撞块分别采用刚体、弹塑性材料和橡胶材料进行模拟,并考虑了吸波体及限位梁运动惯性的影响,获得了能量分布曲线、结构应力分布及变形图等结果,仿真结果与限位梁实际损坏情况较吻合。分析可知,利用碰撞对吸波体进行限位容易使限位梁发生屈服失效,并提出了改进方案,即通过增设蓄能器将吸波体多余的动能有效吸收,从而保护装置不被破坏。