CN102434408B - 风力发电机组塔架门洞及其设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风力发电机组塔架门洞及其设计方法。根据本发明的塔架门洞的形状由两条直线段和弯曲段组成，所述弯曲段由三种以上不同直径的圆弧组成。塔架门洞的门框厚度优选为塔筒壁厚的1.15～1.17倍，门框沿塔筒径向的长度优选为门框厚度的4.5～5.5倍，在门洞的中心高度处门框露出塔筒壁的长度约为门框沿塔筒径向的长度的一半。对塔架门洞的实际设计过程包括门框截面总体数据设计、门框截面建模、应力集中系数IIW插值计算等过程，第一步获得门开口弯曲段的形状的优化参数，在此基础上执行第二步，对门框的尺寸参数进行进一步优化。根据本发明的实施例的塔架门洞提高了力学性能指标，改善了现有门洞开口对塔筒结构的削弱。
Description
技术领域
本发明涉及一种风力发电机组塔架门洞及其设计方法，尤其涉及一种风力发电机塔架门洞的结构，以及对门洞的开口形状、尺寸等参数的优化设计方法。
背景技术
大型风力涡轮机塔架通常由一个或多个塔架段组成，同时底部段一般设计有进入塔筒内部的门洞、门边加强框和门结构。门洞开口和门框形状通常为两个半椭圆或多段圆弧与两个直线段组成，而门框的高度和宽度通常采用工程经验设计参数。由于开口对塔筒的结构性能有一定削弱，目前出现多种增强该部分的设计(例如专利文献CN201588746U、US2007/0148004)，但是其工艺或结构形式复杂、成本较高，实际工程化有一定困难。
风力发电机塔架的传统门洞通常为两种设计方案，分别为双圆线设计方案和双椭圆线设计方案。
在双圆线设计方案中，弯曲段分为两种直径不相等的圆弧，并与直线段相切相连，其基本形状如图1所示。其中小圆弧中心在开口中心线g1上，大圆弧中心则在开口范围之外，而圆弧的半径尺寸则是根据整体结构设计要求而确定。开口弯曲段的基本尺寸较为规则，便于制作开口底板。其设计加工工艺较为容易实现。
虽然双圆线设计方案中的开口弯曲段的基本尺寸较为圆滑，但由于大圆弧的圆心在开口范围外，因此初料开口定位存在一定误差。如图2所示，图2示出了根据现有技术的门洞的双圆线设计方案的应力集中区域的仿真计算结果，图2显示了塔筒的从门框与塔筒相交的界面向塔筒延伸长达2倍塔筒壁厚的环状区域(即从门框最外侧面向外偏置2倍塔筒壁厚距离形成的区域，其底面为交界面，侧面是塔筒壁表面，且侧面的宽度是2倍塔筒壁厚距离)的两个表面T和A，表面T为该塔筒区域的外表面，表面A为塔筒与门框相交的界面，即，表面A基本上与塔筒的径向平行，而表面T的宽度等于2倍塔筒壁厚。在下文中，可将塔筒的从门框与塔筒相交的界面向塔筒延伸长达2倍塔筒壁厚的区域定义为“门框外延的筒壁区域”。从图2可以看出，通过仿真计算知，双圆线设计方案的应力集中区域较宽(如图2中的深色区域TS所示)，并且利用IIW(国际焊接学会，INTERNATIONAL INSTITUTE OFWELDING)的规范的热点应力表面外推插值法计算所得的应力集中系数较大。其中，所述IIW规范的热点应力表面外推插值法为两点表面线性外推法。
在双椭圆线设计方案中，弯曲段分为上下两段半椭圆并与直线段相切相连，其基本形状如图3所示。其中椭圆中心在开口中心线与两直线段的端点连线的交点O处，椭圆的长轴半径为弯曲段的高H1，短轴半径为开口宽度D2的一半。而椭圆的尺寸较为容易确定。开口弯曲段的基本尺寸规则，开口精度可以很好保证。其设计加工工艺较为容易实现。
由于椭圆的开口相对多段圆弧更为内缩，开口区域略有减小，所以仿真计算应力集中区域变窄(如图4中的TS所示)，但名义应力最大值仍然较大，同时并且利用IIW规范进行插值计算所得的应力集中系数偏大。
发明内容
为了改进门洞的结构，本发明的目的在于提供一种新的门洞设计方法，可以提高其力学性能和工艺实现的可行性。通过对门洞开口弯曲段形状设计和门框的高度、厚度与塔筒壁厚关系的优化匹配，以降低应力集中系数，提高其力学性能指标，改善现有门洞开口对塔筒结构的削弱。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种塔架门洞的设计方法，所述方法包括：根据需要确定门洞的开设位置；定义门框的形状、门框基本尺寸并确定关心区域的位置和大小；对门框及关心区域截面建模；对门框及关心区域截面模型数据进行转换；通过有限元仿真计算得到参考点的名义应力，然后进行IIW插值计算得到应力集中系数；将上述过程集成并建立自动计算处理流程，然后通过序列二次规划算法对应力集中系数进行最小化优化；获得符合GL设计规范要求的最佳样条曲线形状，用多段圆弧去逼近该最佳样条曲线形状，从而获得实际优化曲线形状；在所获得的实际优化曲线形状的基础上，获得门框的优化后的基本尺寸，以使利用IIW插值计算方法所得的应力集中系数最小。
其中，定义门框的形状、门框基本尺寸分别是赋予门框初始形状、为门框赋予初始的基本尺寸。
其中，所述门框的基本尺寸包括塔架门洞的门框厚度G3和门框沿塔筒径向的长度G2。
其中，所述门框的基本尺寸还包括在门洞的中心高度处门框露出塔筒壁的长度G4，G4约为门框沿塔筒径向的长度G2的一半。
其中，关心区域是塔筒的从门框与塔筒相交的界面向塔筒延伸长达2倍塔筒壁厚的环状区域。
其中，在对门框及关心区域截面模型数据进行转换的步骤中，将门框及关心区域截面模型数据转换成有限元仿真计算所需的CAD三维数据格式。
其中，在通过有限元仿真计算得到参考点的名义应力、然后进行IIW插值计算得到应力集中系数的步骤中，首先通过有限元仿真计算得到关心区域中的所有有限元离散节点在大小等于不开门洞时的抗弯模量值的弯矩载荷的作用下的名义应力。
其中，在整个关心区域中找到最大名义应力值对应的位置，然后沿门框曲线在最大名义应力点处的法线方向找到参考点的位置，从而得到参考点的名义应力。
其中，所述参考点的数量为两个，将两个参考点的名义应力进行IIW插值计算得到名义应力下的焊接热点应力，该名义应力下的焊接热点应力就是热点区域的应力集中系数。
其中，利用如下所示的IIW插值计算方法来计算名义应力下的热点应力：
σhs＝1.67·σ0.4·t-0.67·σ1.0·t
其中，σ0.4·t是通过有限元仿真计算得到的0.4t位置的名义应力，σ1.0·t是通过有限元仿真计算得到的1.0t位置的名义应力，所述0.4t位置是在筒壁外表面上、沿门框曲线在最大名义应力点处的法线方向距门框与塔筒的交界面的距离为0.4倍筒壁厚度的位置，所述1.0t位置是在筒壁外表面上、沿门框曲线在最大名义应力点处的法线方向距所述交界面的距离为1倍筒壁厚度的位置，1.67和0.67均为IIW插值计算公式的系数。
其中，通过改变多个控制点位置，以获得符合GL设计规范要求的最佳样条曲线形状，以使利用IIW插值计算方法所得的应力集中系数最小。
其中，使用四段圆弧去逼近该最佳样条曲线形状，从而获得实际优化曲线形状。
其中，使用三段或五段以上的圆弧去逼近该最佳样条曲线形状，从而获得实际优化曲线形状。
其中，通过根据塔筒壁厚尺寸来调整门框沿塔筒径向的长度G2、门框厚度G3，以使应力集中系数最小化。
根据本发明的另一方面，提供了一种塔架门洞，其中，塔架门洞的形状由两条直线段和弯曲段组成，所述弯曲段由三种以上不同直径的圆弧组成。
塔架门洞的门框厚度G3为塔筒壁厚的1.15～1.17倍，门框沿塔筒径向的长度G2为门框厚度G3的4.5～5.5倍，在门洞的中心高度处门框露出塔筒壁的长度G4约为门框沿塔筒径向的长度G2的一半。
在门洞的中心高度处门框露出塔筒壁的长度G4略大于在门洞的上端的门框露出塔筒壁的长度G1。
在塔筒壁厚是60mm的情况下，门框沿塔筒径向的长度G2为378mm，在门洞的上端的门框露出塔筒壁的长度G4为189mm，门框厚度G3为70mm。
当弯曲段由四种以上的不同直径的圆弧组成时，门框曲线的至少两段最大的圆弧的半径和比双圆线设计方案的门框曲线的大圆弧更大，而门框曲线的两段最小的圆弧的半径则略大于双圆线设计方案中的门框曲线的小圆弧半径。
当弯曲段由四种以上不同直径的圆弧组成时，门框曲线的至少两段最大的圆弧的圆心位置距门洞中心线的距离比双圆线设计方案中的门框曲线的大圆弧的圆心位置距门洞中心线的距离大。
门框曲线的两段最小的圆弧的圆心位置不在门洞中心线上。
所述弯曲段由四种不同直径的圆弧组成。
由于优化设计后由于弯曲段最大名义应力区域相对较直，相当于将最大名义应力区域加宽，同时门框厚度和宽度相对增强，使得门洞区域总体名义应力降低，应力集中系数降低，同时塔架总体质量变化很小(1％以内)。这样可以实现保证结构性能的情况下而成本又较低，或者在不增加过多成本的基础上提高塔架门洞区域的结构性能。
附图说明
通过下面结合示例性地示出一例的附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1是根据现有技术的风力发电机塔架的门洞的双圆线设计方案。
图2示出了根据现有技术的门洞的双圆线设计方案的应力的有限元分析(FEA分析)图。
图3是根据现有技术的风力发电机塔架的门洞的双椭圆线设计方案。
图4示出了根据现有技术的门洞的双椭圆线设计方案的应力的有限元分析图。
图5示出了根据本发明的实施例的塔架门洞的应力集中系数的计算方法。
图6示出了根据本发明的实施例的塔架门洞的基本形式和开口位置。
图7是示出了根据本发明的实施例的塔架门框的截面和总体布置。
图8是优化前后的塔架门洞的开口形状，实线B为根据本发明的实施例的优化后的曲线段，虚线C为根据现有技术(优化前)的常规设计。
图9是优化前后的门洞弯曲段的形状，实线B为根据本发明的实施例的优化后的曲线段，虚线C为根据现有技术的常规设计。
图10示出了以四种圆弧去贴近最佳设计样条曲线的门洞弯曲段。
图11示出了根据本发明的实施例的沿塔筒径向截取的塔架门洞的剖视图。
图12示出了根据本发明的实施例的塔架门洞的俯视剖视图。
图13示意性示出了根据本发明的实施例的塔架门洞的立体图。
图14示出了在优化之前的应力的有限元分析图。
图15示出了根据本发明的实施例(优化之后)的应力的有限元分析图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
图5示出了根据本方面的实施例的塔架门洞的应力集中系数计算方法。图6示出了根据本发明的实施例的塔架门洞的基本形式和开口位置。图7是示出了根据本发明的实施例的塔架门框的截面和总体布置。
在正式描述之前，解释几个概念，名义应力就是不考虑构件几何结构引起的应力集中的应力(主要是忽略构件开口或结构突变引起的局部应力集中)，而是根据构件的受力和截面特性，通过材料力学相关理论求得的应力，其中构件的实际应力＝名义应力×应力集中系数，应力集中系数是反映局部应力增高程度的参数。
根据本发明的实施例，按照如下过程设计塔架门洞：进行塔架整体设计，根据实际需要确定门洞开口位置，然后对开口形式和门框的基本尺寸(门框的基本尺寸包括：塔架门洞的门框厚度G3、门框沿塔筒径向的长度G2等，如图11所示)赋予经验初始值，如图6和图7所示。在设定好基本形式和尺寸的初始值后对其进行校正，使用IIW规定的有限元模拟和对结构热点应力的计算的标准方法来进行校正。
即，首先通过有限元仿真计算“门框外延的筒壁区域”在大小等于不开门洞时的抗弯模量值的弯矩载荷的作用下的名义应力(如果是没有门洞开口的直塔筒，则根据名义应力＝弯矩/抗弯模量，可得剪切名义应力为1)，进而得到关心区域中的两个参考点位置的名义应力。具体地说，由于是通过有限元来计算门框外延的筒壁区域的名义应力的，所以实际得到的是整个区域中的一些离散点(即，所有的有限元离散节点)的名义应力值，在其中找到最大名义应力值对应的位置，然后沿门框曲线在最大名义应力点处的法线方向找到参考点的位置，从而得到参考点的名义应力，图5的坐标系的横坐标就是沿门框曲线在最大名义应力点处的法线方向上的各个点距离交界面的距离，纵坐标就是该点对应的名义应力。本实施例中的名义应力计算可参见材料力学薄壁圆管扭转理论计算。然后，如图5所示，采用如下所示的IIW(国际焊接学会，INTERNATIONAL INSTITUTE OF WELDING)插值计算方法来计算名义应力下的热点应力：
σhs＝1.67·σ0.4·t-0.67·σ1.0·t (1)
其中，选择0.4t位置(即，在筒壁外表面上、沿门框曲线在最大名义应力点处的法线方向距门框与塔筒的交界面的距离为0.4倍筒壁厚度的位置)和1.0t位置(即，在筒壁外表面上、沿门框曲线在最大名义应力点处的法线方向距所述交界面的距离为1倍筒壁厚度的位置)作为两个参考位置(分别如图5中的两个参考点C1和C2所示)，使用如前面所述的有限元仿真来计算分别处于0.4t位置和1.0t位置的名义应力σ0.4t和σ1.0t，1.67、0.67为插值计算公式系数，将σ0.4t和σ1.0t进行插值计算得到其名义应力下的焊接热点应力σhs，该名义应力下的焊接热点应力即为热点区域的应力集中系数。最后则根据该应力集中系数进一步校核门洞开口的焊接疲劳和静强度。其中，焊接疲劳和静强度与应力集中系数成近似线性关系(虽然为直接对应关系，但是并非是明确的线性关系)。
通过多学科的优化设计手段，对塔架门洞的实际设计过程包括：
在确定好门洞的开设位置之后，对门框截面的总体数据进行设计，即，定义门框的形状和门框基本尺寸，并确定出关心区域的位置和大小，此时的定义过程就是赋予门框初始形状，赋予门框初始的基本尺寸，上述初始形状和初始的基本尺寸都是经验值，另外，本实施例中，关心区域就是塔筒的从门框与塔筒相交的界面向塔筒延伸长达2倍塔筒壁厚的区域；对门框及关心区域截面建模(建立CAD三维模型)；对门框及关心区域截面模型数据进行转换(为了FEA仿真计算需要转换CAD三维数据格式)；通过前述FEA仿真找出最大名义应力位置，计算参考位置的名义应力，然后进行IIW插值计算(即，利用前面的公式(1)计算)得到应力集中系数；将上述过程集成(整合)并建立自动计算处理流程，然后通过经典的序列二次规划算法对应力集中系数进行最小化优化；然后得到符合GL设计规范要求的最佳样条曲线形状(该最佳形状就是使得利用IIW插值计算方法所得的应力集中系数最小的曲线形状)，用多段圆弧去逼近该最佳样条曲线形状，从而获得实际优化曲线形状；在实际优化曲线形状的基础上，获得门框的优化后的基本尺寸(这些优化尺寸使得利用IIW插值计算方法所得的应力集中系数最小)。
另外，本发明的门洞的设计只是优选符合GL设计规范要求，以便与国际市场接轨，但是本发明的门洞结构参数不一定必须符合GL设计规范要求。
在前面的描述中，关心区域为塔筒的从门框与塔筒相交的界面向塔筒延伸长达2倍塔筒壁厚的区域，即“门框外延的筒壁区域”。但是本发明不限于此，如果使用不同的应力集中系数的算法，关心区域也可以有所改变。
简单地说，分两步进行优化，首先获得门洞开口弯曲段形状的优化参数，在此基础上，将门框的G2、G3作为设计变量对其应力集中系数进行进一步的集成最小化优化。通过该方式旨在获得门洞开口弯曲段形状的最优设计方案以及门框高度、厚度与塔筒壁厚关系的最佳设计方案，从而使总体优化后的“门框外延的筒壁区域”的应力集中系数降低10％以上，从而门洞开口的焊接疲劳和静强度性能相应提高，而塔架的总体重量和加工工艺改变较小，最终获得性能更为优越且更经济的塔架门洞结构设计方法。
下面参照图8-15详细地描述门洞的优化过程。
图8是优化前后的塔架门洞的开口形状。实线B为根据本发明的实施例的优化后的曲线段，虚线C为根据现有技术(优化前)的常规设计。图9是优化前后的门洞弯曲段的形状，实线B为根据本发明的实施例的优化后的曲线段，虚线C为根据现有技术的常规设计。
如图8和图9所示，实线B为样条曲线。首先，通过例如11个控制点位置形成样条曲线(例如，Spline命令创建的样条曲线)，其优化的方法则是通过通用优化工具改变9个控制点位置(两个端点的位置不改变)，以获得符合GL设计规范要求(具体为GL(Guideline for the Certification of WindTurbines Edition 2010 R0)中的第6.6.7.2节中对塔架开口设计的要求)的最佳样条曲线形状，该最佳形状就是针对给出的筒壁厚度和初始的门框基本尺寸，利用IIW插值计算方法所得的应力集中系数最小的曲线形状。但由于样条线的形成与绘制较为复杂，所以在实际中并不使用。因此根据本发明的实施例，使用三段、四段或更多段的圆弧线去贴近该最佳设计样条曲线，其圆弧半径和位置与现有技术的双圆线设计方案相比有较大变化，且其两段大圆弧半径和比双圆线设计方案的大圆弧更大，而小圆弧的半径则略大于双圆线设计方案的小圆弧半径。即，两段大圆弧的圆心位置比双圆线设计方案的大圆弧的圆心位置距门洞中心线更远，两段小圆弧的圆心位置不在门洞中心线上，而在现有技术的双圆线设计方案中，小圆弧圆心在中心线g1上。
图10示出了以四段圆弧去贴近该最佳设计样条曲线的一个示例，如图10所示，门洞的弯曲段由四段圆弧来组成，其两段大圆弧半径R3和R4比双圆线设计方案的大圆弧更大，而小圆弧的半径R1和R2则略大于双圆线设计方案的小圆弧半径，圆心位置距门洞中心线更远(例如，如图10所示，左半部的圆弧的圆心更靠中心线右侧)。根据本发明的实施例的门洞的弯曲段也可由其他段数的圆弧组成，理论上讲是圆弧段越多，越接近理想的多样线条曲线，但是圆弧段越多会给设计和加工带来更大的难度，以目前的条件来说，4段圆弧是较优的选择。
图11示出了根据本发明的实施例的沿塔筒径向截取的塔架门洞的剖视图。图12示出了根据本发明的实施例的塔架门洞的俯视剖视图。图13示意性示出了根据本发明的实施例的塔架门洞的立体图。
如图11所示，通过调整门框100的长度(即门框100沿塔筒的径向的长度)G2和门框厚度G3的尺寸配合塔架塔筒壁厚尺寸(各类型塔架壁厚不同)，可以改善其应力集中系数。从图11和图13均可以看出，在门洞的中心高度处门框100露出塔筒壁200的长度G4比在门洞的上端(或下端)门框100露出塔筒壁200的长度G1稍大一点，在门洞中，参数G1由参数G4决定。在DIN18800-1：1990-11中的Table 15的设计中，G3为塔筒壁厚的约1.13倍，G2为G3的约6倍。但本发明不采用Table 15的设计，而是采用门框厚度G3为塔筒壁厚的1.15～1.17倍，G2为G3的4.5～5.5倍，获得了更优的效果，同时也满足DIN规范对G2/G3的要求(即，G2/G3大约＜23)。G4的范围值满足GL规范(Guideline forthe Certification of Wind Turbines Edition 2010 R0)的第6.6.7.2节中的相应规定(即，6.6.7.2(3)中的G4约等于G2/2的规定)，经多次仿真实验验证可知在规范允许条件下，通过减小G4而间接地减小G1的值，有利于提高其力学性能。
本发明的第一步优化，即，让门框的弯曲段由三种以上不同直径的圆弧组成，就已经使得塔架门洞的强度得到了加强，应力集中系数得到了减小。而此处对参数G2、G3、G4的范围是优选的，是进一步的优化过程。
图14示出了在优化之前的应力的有限元分析图。图15示出了根据本发明的实施例(优化之后)的应力的有限元分析图。
如图14和图15所示，根据本发明的实施例，优化后总体名义应力降低。下面举出一个数值的示例，在塔筒壁厚是60mm且直径是4.3米地情况下，根据本发明的实施例，采用四段圆弧进行逼近，同时采用优化的参数：G2＝378mm，G4＝189mm，G3＝70mm，则根据IIW插值计算得到应力集中系数从1.69降至1.4968，从而应力集中系数降低了12.9％，。
由于优化设计后弯曲段的最大名义应力区域相对较直，相当于将最大名义应力区域加宽，同时门框厚度和宽度相对增强，使得门洞区域总体名义应力降低，应力集中系数降低，同时塔架总体质量变化很小(1％以内)。这样可以实现保证结构性能的情况下而成本又较低，或者在不增加过多成本的基础上提高塔架门洞区域的结构性能。
虽然上面已经详细描述了本发明的示例性实施例，但本发明所属技术领域中具有公知常识者在不脱离本发明的精神和范围内，可对本发明的实施例做出各种的修改、润饰和变型。但是应当理解，在本领域技术人员看来，这些修改、润饰和变型仍将落入权利要求所限定的本发明的示例性实施例的精神和范围内。
最后，除非这里指出或者另外与上下文明显矛盾，否则这里描述的所有方法的步骤可以以任意合适的顺序执行。
Claims (15)
1.一种风机塔架门洞，其中，
塔架门洞的形状由两条直线段和弯曲段组成，所述弯曲段由三种以上不同直径的圆弧组成，
其中，塔架门洞的门框厚度为塔筒壁厚的1.15～1.17倍，门框沿塔筒径向的长度为门框厚度的4.5～5.5倍，在门洞的中心高度处门框露出塔筒壁的长度约为门框沿塔筒径向的长度的一半。
2.一种风机塔架门洞，其中，
塔架门洞的形状由两条直线段和弯曲段组成，所述弯曲段由三种以上不同直径的圆弧组成，
在门洞的中心高度处门框露出塔筒壁的长度略大于在门洞的上端的门框露出塔筒壁的长度。
3.一种风机塔架门洞，其中，
塔架门洞的形状由两条直线段和弯曲段组成，所述弯曲段由三种以上不同直径的圆弧组成，
当弯曲段由四种以上的不同直径的圆弧组成时，门框曲线的至少两段最大的圆弧的半径比双圆线设计方案的门框曲线的大圆弧更大，而门框曲线的两段最小的圆弧的半径则略大于双圆线设计方案中的门框曲线的小圆弧半径。
4.一种风机塔架门洞，其中，
塔架门洞的形状由两条直线段和弯曲段组成，所述弯曲段由三种以上不同直径的圆弧组成，
当弯曲段由四种以上不同直径的圆弧组成时，门框曲线的至少两段最大的圆弧的圆心位置距门洞中心线的距离比双圆线设计方案中的门框曲线的大圆弧的圆心位置距门洞中心线的距离大。
5.一种风机塔架门洞，其中，
塔架门洞的形状由两条直线段和弯曲段组成，所述弯曲段由三种以上不同直径的圆弧组成，
门框曲线的两段最小的圆弧的圆心位置不在门洞中心线上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的风机塔架门洞，其中，
所述弯曲段由四种不同直径的圆弧组成。
7.一种塔架门洞的设计方法，所述方法包括：
根据需要确定门洞的开设位置；
定义门框的形状、门框基本尺寸并确定关心区域的位置和大小；
对门框及关心区域截面建模；
对门框及关心区域截面模型数据进行转换；
通过有限元仿真计算得到参考点的名义应力，然后进行IIW插值计算得到应力集中系数；
将上述过程集成并建立自动计算处理流程，然后通过序列二次规划算法对应力集中系数进行最小化优化；
获得最佳样条曲线形状，用多段圆弧去逼近该最佳样条曲线形状，从而获得实际优化曲线形状；
在所获得的实际优化曲线形状的基础上，获得门框的优化后的基本尺寸。
8.根据权利要求7所述的塔架门洞的设计方法，其中，
定义门框的形状、门框基本尺寸分别是赋予门框初始形状、为门框赋予初始的基本尺寸。
9.根据权利要求7或8所述的塔架门洞的设计方法，其中，
所述门框的基本尺寸包括塔架门洞的门框厚度和门框沿塔筒径向的长度。
10.根据权利要求9所述的塔架门洞的设计方法，其中，
所述门框的基本尺寸还包括在门洞的中心高度处门框露出塔筒壁的长度，在门洞的中心高度处门框露出塔筒壁的长度约为门框沿塔筒径向的长度的一半。
11.根据权利要求7所述的塔架门洞的设计方法，其中，
在通过有限元仿真计算得到参考点的名义应力、然后进行IIW插值计算得到应力集中系数的步骤中，首先通过有限元仿真计算得到关心区域中的所有有限元离散节点在大小等于不开门洞时的抗弯模量值的弯矩载荷的作用下的名义应力。
12.根据权利要求11所述的塔架门洞的设计方法，其中，
在整个关心区域中找到最大名义应力值对应的位置，然后沿门框曲线在最大名义应力点处的法线方向找到参考点的位置，从而得到参考点的名义应力。
13.根据权利要求12所述的塔架门洞的设计方法，其中，
所述参考点的数量为两个，将两个参考点的名义应力进行IIW插值计算得到名义应力下的焊接热点应力，该名义应力下的焊接热点应力是热点区域的应力集中系数。
14.根据权利要求7所述的塔架门洞的设计方法，其中，
通过改变多个控制点位置，以获得最佳样条曲线形状，以使利用IIW插值计算方法所得的应力集中系数最小。
15.根据权利要求7所述的塔架门洞的设计方法，其中，
在获得实际优化曲线形状之后，通过根据塔筒壁厚尺寸来调整门框沿塔筒径向的长度、门框厚度，以使应力集中系数最小化。
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