Research on advanced method for predicting fatigue life of concrete floating in offshore wind platform

海上风电平台漂浮混凝土疲劳寿命先进预测方法研究

• 批准号: 22K04298
• 负责人: 小松 怜史
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04298/
• 关键词: 浮体式洋上風力発電設備; コンクリート浮体; 圧縮疲労; 疲労寿命予測

洋上風力発電所コンクリート製浮体の設計手法・維持管理手法の構築を目指し，本研究では，まずコンクリートの圧縮疲労試験を効率よく実施する手法を考案する。そのうえで，使用材料や供用環境の条件を考慮して，高強度コンクリートの長周期の圧縮疲労特性の解明を試みる。さらに，疲労寿命の予測手法の高度化に向けた検討を行う。初年度である2022年度は，試験治具の開発に注力した。従来のコンクリートの圧縮疲労実験は，1回で１つの試験体に対して行うことが通常である。しかし今後，浮体構造物にコンクリートを利用することを考えた場合，設計時に材料特性を把握したいというニーズが高まることが想像される。そのようなニーズに答えるためには，短時間で多数のデータが集まるような，効率的な試験方法の確立が急務である。そこで，本研究ではコンクリート試験体を縦に一列に積み上げることで，同じ荷重下で一度に多数の疲労実験を行う手法を考案した。一つの試験体が破壊した後も，載荷フレームに力が伝達する構造となっており，破壊していないコンクリート試験体に対して，継続して疲労載荷実験を行うことができる仕組みとなっている。数値シミュレーションを用いて，治具フレームに十分な剛性が付与されていることを確認し，治具を設計・製作した。今回は、試験体を3段に積める仕様とした。次年度は、本年度製作した治具の検証実験を行うとともに、長周期でのコンクリートの圧縮疲労特性に関して検討を開始したいと考えている。

在这项研究中，我们旨在为由近海风电场制成的混凝土浮动物体创建一种设计和维护方法，在这项研究中，我们将首先设计一种有效进行混凝土压缩疲劳测试的方法。此外，考虑到使用的材料和操作环境的条件，我们试图阐明高强度混凝土的长期压缩疲劳特性。此外，我们将研究预测疲劳寿命的方法的进步。在2022年的第一年，我们专注于开发测试夹具。常规的混凝土压缩疲劳实验通常一次在一个标本上进行。但是，在考虑将来使用混凝土进行浮动结构时，可以预见，在设计时，将越来越需要了解材料特性。为了满足此类需求，迫切需要建立一种有效的测试方法，该方法在短时间内收集大量数据。因此，在这项研究中，我们设计了一种方法，其中混凝土标本垂直垂直堆叠，以在同一负载下立即进行多个疲劳实验。该结构允许将力传输到加载框架，即使在单个测试样品被破坏之后，可以在无法破坏的混凝土样品上执行疲劳加载实验。使用数值模拟，我们确认了夹具框架给出了足够的刚性，并设计和制造了夹具。这次，可以将测试样品分为三个阶段。明年，我们想对今年制造的夹具进行验证实验，并开始研究混凝土的压缩疲劳特性。