北京
全球首座16兆瓦张力腿浮式风电平台——“海油安澜号”近日在广东陆丰油田成功并网发电。这座“海上大风车”不仅创下装机容量新纪录，它还用上了由北京理工大学重庆创新中心团队自主研发的“多工况耦合强度-疲劳仿真技术”，一举打破国外对深水系泊关键设计方法的长期垄断。
浮式风电平台要在大海深处“扎根”，靠的是深水系泊系统。而系泊系统里一个叫“索节”的连接部件，虽然不起眼，却像人的关节一样关键——它既要承受海浪、海流和狂风的反复拉扯，又要在极端海况下保证不疲劳断裂。一旦索节设计有缺陷，整个平台都可能倾覆。
过去，这类部件的强度与疲劳寿命仿真技术一直被国外企业封锁，我国海洋能源开发一度受制于人。“海油安澜号”这次直接采用北理工重庆创新中心团队的全套计算方案，实现了索节从设计到制造的全链条国产化。
据介绍，深海环境变化多端，索节受力极其复杂，不光有轴向的拉力，还会因海浪、海流冲击发生扭转和偏转，局部应力不均，容易在浇注区、销轴孔等“薄弱点”萌生裂纹。为此，团队研发出两套核心算法：一是“多工况耦合强度-疲劳仿真技术”，相当于给索节做一套“压力测试模拟器”，把不同海况、不同载荷组合全部跑一遍，确保设计留有充足安全余量；二是“偏转载荷-角度谱耦合疲劳评估”，这在国内尚属首次，传统方法只看轴向拉力而忽略了偏转带来的损伤，而新方法把偏转角度和载荷谱结合起来，精准预测真实服役寿命。
北理工重庆创新中心相关负责人表示，经过上千次仿真验证，团队的计算结果成功通过船级社认证，助力索节产品实现自主制造。这意味着我国已掌握深水系泊关键部件的设计“话语权”。下一步，团队将继续攻关深远海新能源装备的“卡脖子”技术，让更多国产“大国重器”在深蓝海域稳稳扎根。(孙建和)
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