CN117077273A - 风电机组的塔筒承重平台的疲劳强度计算方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种风电机组的塔筒承重平台的疲劳强度计算方法,包括:S10分析塔筒的振动疲劳载荷,塔筒振动疲劳载荷函数通过正弦函数分布形式进行分析;S20分析塔筒的风疲劳载荷;S30将塔筒的水平振动疲劳载荷和塔筒的风疲劳载荷进行拟合应力谱;S40根据步骤S30拟合的应力谱,完成塔筒的承重结构疲劳强度计算。本申请的技术方案有效地解决了现有技术中的塔筒在风载荷和振动载荷共同作用下容易发生疲劳破坏的问题。
Description
技术领域
本申请涉及风电的技术领域,具体而言,涉及一种风电机组的塔筒承重平台的疲劳强度计算方法。
背景技术
随着风力发电技术的不断发展,风电机组装机容量逐渐增大,桨叶不断增长,与之配套的塔筒也不断向更高发展,风机在结构方面表现得越来越轻盈、柔性。与此同时,风电机组运行时,在风荷载的随机荷载和叶片旋转的周期激励共同作用下,塔筒会发生振动、变形。这种振动还会产生惯性力,而这种惯性力除了会引起塔筒的附加应力,还会导致塔筒顶端叶轮的变形和振动,从而影响其结构强度。因此,在风电机组支撑结构设计中,必须考虑塔筒的结构振动带来的额外载荷。
塔筒承重平台与塔筒主体都是焊接结构连接,由于承重平台上重量较大,导致在风电机组运行过程中塔筒的晃动带来的振动载荷比较大,所以要考虑在塔筒振动过程中其对结构的影响,在风载荷和振动载荷共同作用下,塔筒承重平台焊缝处作为结构薄弱环节,易发生疲劳破坏,影响塔筒的设计寿命。
发明内容
本申请提供了一种风电机组的塔筒承重平台的疲劳强度计算方法,以解决现有技术中的塔筒在风载荷和振动载荷共同作用下容易发生疲劳破坏的问题。
根据本申请提供的一种风电机组的塔筒承重平台的疲劳强度计算方法,包括:S10分析塔筒的振动疲劳载荷,塔筒振动疲劳载荷函数通过正弦函数分布形式进行分析;S20分析塔筒的风疲劳载荷;S30 将塔筒的水平振动疲劳载荷和塔筒的风疲劳载荷进行拟合应力谱;S40 根据步骤S30拟合的应力谱,完成塔筒的承重结构疲劳强度计算。
进一步地,正弦函数的波峰和正弦函数的波谷对应塔筒的振动疲劳载荷的最大加速度,设置对应的频率,采用如下公式:
式中:
f——频率;
g——重力加速度;
t——时间;
φ——相位角。
进一步地,判断塔筒的振动载荷是否有危险,采用有限元方法分别计算单位振动加速度作用下的热点应力,将该热点应力值作为焊缝振动载荷作用下的应力幅值,结合S/N曲线计算该载荷作用下的许用循环次数,进而求解出该振动加速度作用下疲劳损伤值。
进一步地,塔筒的振动次数计算公式如下:
式中:
T_second——风机寿命,单位是秒。
进一步地,在步骤S30中,振动疲劳载荷和风疲劳载荷下应力谱的拟合,塔筒的承重平台焊接结构属于多轴应力状态,采用临界平面法进行疲劳强度分析,将单位力和弯矩施加到塔顶中心点,分别计算六个载荷分量作用和水平加速度作用下焊缝应力,根据插值方法提取焊缝处各单位载荷作用下对应Sx、Sy和Sxy,将风载荷、振动载荷与单位载荷应力分量进行合并。
进一步地,将风载荷、振动载荷与单位载荷应力分量进行合并的公式为:
Fx为GL坐标系下x方向力;
Fy为GL坐标系下y方向力;
Fz为GL坐标系下z方向力;
Mx 为GL坐标系下x方向弯矩;
My 为GL坐标系下y方向弯矩;
Mz 为GL坐标系下z方向弯矩;
a为水平加速度;
sxFx为单位载荷Fx作用下x方向名义应力;
sxFy为单位载荷Fy作用下x方向名义应力;
sxFz为单位载荷Fz作用下x方向名义应力;
sxMx为单位载荷Mx作用下x方向名义应力;
sxMy为单位载荷My作用下x方向名义应力;
sxMz为单位载荷Mz作用下x方向名义应力;
sxa为单位载荷a作用下x方向名义应力;
syFx为单位载荷Fx作用下y方向名义应力;
syFy为单位载荷Fy作用下y方向名义应力;
syFz为单位载荷Fz作用下y方向名义应力;
syMx为单位载荷Mx作用下y方向名义应力;
syMy为单位载荷My作用下y方向名义应力;
syMz为单位载荷Mz作用下y方向名义应力;
sya为单位载荷a作用下y方向名义应力;
sxyFx为单位载荷Fx作用下xy方向名义应力;
sxyFy为单位载荷Fy作用下xy方向名义应力;
sxyFz为单位载荷Fz作用下xy方向名义应力;
sxyMx为单位载荷Mx作用下xy方向名义应力;
sxyMy为单位载荷My作用下xy方向名义应力;
sxyMz为单位载荷Mz作用下xy方向名义应力;
sxya为单位载荷a作用下xy方向名义应力;
t为时间;
σx、σy为x、y方向名义应力;
τxy为xy平面剪应力。
进一步地,塔筒的承重平台焊缝,采用正应力的临界平面法:
式中:
θ为平面考虑的角度;
σx(t,θ)为t时刻角度为θ时的名义应力;
σx(t,0)、σy(t,0)为t时刻角度为0时x和y平面的名义应力;
τxy(t,0)为t时刻角度为0时xy平面剪应力。
进一步地,塔筒的承重平台焊接结构疲劳强度分析,依据选取焊缝疲劳等级,根据焊缝S/N曲线,并考虑厚度疲劳影响系数,计算公式如下:
式中:
h为塔筒壁厚;
Ks为厚度疲劳影响系数。
进一步地,风力发电机组载荷计算软件Bladed中对组合疲劳时序载荷处理,经过软件后处理里面的函数编写,通道合并,分别得到Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz以及a载荷时序使其与单位载荷相对应。
进一步地,在ansys中提取单位载荷作用下Sx、Sy和Sxy,将得到单位载荷应力和时序载荷调入疲劳分析软件完成计算,依据S/N曲线计算塔架焊缝疲劳累计损伤值,计算公式如下:
式中:
n i——Δσ i的循环次数;
N D——材料SN曲线拐点所对应的循环次数,N D=5E6;
γ M——材料安全系数;
Δσ i——实际应力范围值;
ΔσD——S-N曲线拐点所对应的应力范围值;
k——S/N曲线的斜率,,k=3,反之k=5;
式中:
n A——Δσ c对应的循环次数;
n D——Δσ D对应的循环次数;
Δσ c——疲劳设计等级。
应用本申请的技术方案,将振动疲劳载荷通过正弦函数进行分析,并将振动疲劳载荷和风疲劳载荷进行拟合应力谱,通过风载荷和振动疲劳载荷共同拟合对塔筒的承重结构疲劳强度进行计算,这样通过多种因素的综合考虑,使得塔筒的疲劳强度计算更加精确。根据计算的结果对塔筒进行设计,使得塔筒不容易发生疲劳破坏。本申请的技术方案有效地解决了现有技术中的塔筒在风载荷和振动载荷共同作用下容易发生疲劳破坏的问题。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请实施例的风电机组的塔筒承重平台的疲劳强度计算方法流程示意图;
图2示出了图1的塔筒焊接结构S/N曲线图示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位,并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
如图1和图2所示,本实施例的风电机组的塔筒承重平台的疲劳强度计算方法,包括:S10 分析塔筒的振动疲劳载荷,塔筒振动疲劳载荷函数通过正弦函数分布形式进行分析。S20 分析塔筒的风疲劳载荷。S30 将塔筒的水平振动疲劳载荷和塔筒的风疲劳载荷进行拟合应力谱。S40 根据步骤S30拟合的应力谱,完成塔筒的承重结构疲劳强度计算。
应用本实施例的技术方案,将振动疲劳载荷通过正弦函数进行分析,并将振动疲劳载荷和风疲劳载荷进行拟合应力谱,通过风载荷和振动疲劳载荷共同拟合对塔筒的承重结构疲劳强度进行计算,这样通过多种因素的综合考虑,使得塔筒的疲劳强度计算更加精确。根据计算的结果对塔筒进行设计,使得塔筒不容易发生疲劳破坏。本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中的塔筒在风载荷和振动载荷共同作用下容易发生疲劳破坏的问题。
在本实施例的技术方案中,正弦函数的波峰和正弦函数的波谷对应塔筒的振动疲劳载荷的最大加速度a,设置对应的频率,采用如下公式:
式中:
f——频率;
g——重力加速度;
t——时间;
φ——相位角。
通过上述的公式进行计算,使得疲劳计算更加科学、准确。
在本实施例的技术方案中,判断塔筒的振动载荷是否有危险,采用有限元方法分别计算单位振动加速度作用下的热点应力,将该热点应力值作为焊缝振动载荷作用下的应力幅值,结合S/N曲线计算该载荷作用下的许用循环次数,进而求解出该振动加速度作用下疲劳损伤值。
在本实施例的技术方案中,塔筒的振动次数计算公式如下:
式中:
T_second——风机寿命,单位是秒。
上述公式可以比较准确的计算出塔筒的振动次数。
在本实施例的技术方案中,在步骤S30中,振动疲劳载荷和风疲劳载荷下应力谱的拟合,塔筒的承重平台焊接结构属于多轴应力状态,采用临界平面法进行疲劳强度分析,将单位力和弯矩施加到塔顶中心点,分别计算六个载荷分量作用和水平加速度作用下焊缝应力,根据插值方法提取焊缝处各单位载荷作用下对应Sx、Sy和Sxy,将风载荷、振动载荷与单位载荷应力分量进行合并。Sx为X方向名义应力、Sy为Y方向名义应力和Sxy为xy方向名义应力,上述的方法考虑因素比较全面,进一步提高了计算的准确性。
在本实施例的技术方案中,将风载荷、振动载荷与单位载荷应力分量进行合并的公式为:
Fx为GL坐标系下x方向力;
Fy为GL坐标系下y方向力;
Fz为GL坐标系下z方向力;
Mx 为GL坐标系下x方向弯矩;
My 为GL坐标系下y方向弯矩;
Mz 为GL坐标系下z方向弯矩;
a为水平加速度;
sxFx为单位载荷Fx作用下x方向名义应力;
sxFy为单位载荷Fy作用下x方向名义应力;
sxFz为单位载荷Fz作用下x方向名义应力;
sxMx为单位载荷Mx作用下x方向名义应力;
sxMy为单位载荷My作用下x方向名义应力;
sxMz为单位载荷Mz作用下x方向名义应力;
sxa为单位载荷a作用下x方向名义应力;
syFx为单位载荷Fx作用下y方向名义应力;
syFy为单位载荷Fy作用下y方向名义应力;
syFz为单位载荷Fz作用下y方向名义应力;
syMx为单位载荷Mx作用下y方向名义应力;
syMy为单位载荷My作用下y方向名义应力;
syMz为单位载荷Mz作用下y方向名义应力;
sya为单位载荷a作用下y方向名义应力;
sxyFx为单位载荷Fx作用下xy方向名义应力;
sxyFy为单位载荷Fy作用下xy方向名义应力;
sxyFz为单位载荷Fz作用下xy方向名义应力;
sxyMx为单位载荷Mx作用下xy方向名义应力;
sxyMy为单位载荷My作用下xy方向名义应力;
sxyMz为单位载荷Mz作用下xy方向名义应力;
sxya为单位载荷a作用下xy方向名义应力;
t为时间;
σx、σy为x、y方向名义应力;
τxy为xy平面剪应力。
在本实施例的技术方案中,塔筒的承重平台焊缝,采用正应力的临界平面法:
式中:
θ为平面考虑的角度;
σx(t,θ)为t时刻角度为θ时的名义应力;
σx(t,0)、σy(t,0)为t时刻角度为0时x和y平面的名义应力;
τxy(t,0)为t时刻角度为0时xy平面剪应力。
在本实施例的技术方案中,塔筒的承重平台焊接结构疲劳强度分析,依据选取焊缝疲劳等级,根据焊缝S/N曲线,并考虑厚度疲劳影响系数,计算公式如下:
式中:
h为塔筒壁厚;
Ks为厚度疲劳影响系数。
在本实施例的技术方案中,风力发电机组载荷计算软件Bladed中对组合疲劳时序载荷处理,经过软件后处理里面的函数编写,通道合并,分别得到Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz以及a载荷时序使其与单位载荷相对应。通过计算软件Bladed的辅助可以大大地提高分析的效率。
在本实施例的技术方案中,在ansys中提取单位载荷作用下Sx、Sy和Sxy,将得到单位载荷应力和时序载荷调入疲劳分析软件完成计算,依据S/N曲线计算塔架焊缝疲劳累计损伤值,计算公式如下:
式中:
n i——Δσ i的循环次数;
N D——材料SN曲线拐点所对应的循环次数,N D=5E6;
γ M——材料安全系数;
Δσ i——实际应力范围值;
ΔσD——S/N曲线拐点所对应的应力范围值;
k——S-N曲线的斜率,,k=3,反之k=5;
式中:
n A——Δσ c对应的循环次数;
n D——Δσ D对应的循环次数;
Δσ c——疲劳设计等级。
通过上述可知,本实施例的具体步骤如下:
参阅图1和图2可知,该风电机组的塔筒承重平台焊接结构的疲劳强度计算方法,整个计算流程为建立考虑塔筒承重平台结构的有限元模型,获取塔筒振动疲劳载荷,包括分布形式,波峰波谷以及频率。根据线性损伤理论公式初步评估振动疲劳载荷是否对结构有风险,确定有风险后将疲劳风载荷和振动疲劳载荷同时考虑,完成应力谱拟合,根据焊接结构S/N曲线,进行疲劳强度计算。
第一步,建立合理的塔筒承重平台有限元模型,这是整体计算的基础,比较关键,要施加合理的边界条件,塔筒底部固定,顶部设置加载点与顶部截面耦合,来实现载荷合理传递;
第二步,塔筒振动疲劳载荷的获取,考虑塔筒实际晃动情况,采取正弦函数分布形式来模拟,波峰波谷对应塔筒最大水平振动加速度,根据塔筒实际振动情况选取0.2g作为极值。
式中:
——频率,参考取值1HZ;
——相位角,初始位置设为0度。
第三步,根据第一步建立的有限元模型,计算最大水平加速度作用下最大应力,将该值作为焊缝振动载荷作用下的应力幅值,结合S/N曲线计算该载荷作用下的许用循环次数,进而求解出该振动加速度作用下疲劳。塔架20年振动次数计算公式如下:
式中:
T_second——风机寿命,单位是秒。计算公式:。
参阅图2,初步判断一下振动疲劳载荷对结构是否有风险。
第四步,根据上一步的判断结果,进行应力谱的拟合,将单位力和弯矩施加到塔顶中心点,分别计算六个载荷分量作用和水平加速度作用下焊缝应力,根据IIW规定的插值方法提取焊缝处各单位载荷作用下对应Sx、Sy和Sxy,将所有工况载荷与单位载荷应力分量进行合并:
Fx…Mz 为GL坐标系下力、弯矩;
sjFx…sjMz为单位载荷作用下x、y方向名义应力;
sjFx…sjMz为单位载荷作用下xy方向名义应力;
t为时间;
σx、σy分别为x、y方向名义应力;
τxy为xy平面剪应力。需要说明的是,上文对符号有详细解释,此处进行简略描述。
对于塔筒承重平台焊缝来说,垂直于焊缝平面力对其疲劳损坏更严重,因此采用正应力的临界平面法:
式中:
θ为平面考虑的角度;
σx(t,θ)为t时刻角度为θ时的名义应力;
σx(t,0)、σy(t,0)为t时刻角度为0时x和y平面的名义应力;
τxy(t,0)为t时刻角度为0时xy平面剪应力。
塔筒承重平台焊接结构疲劳强度分析,依据EN 1993-1-9-2010标准选取焊缝疲劳等级。根据焊缝S/N曲线示意图。依据标准选取疲劳安全系数γ_M2=1.25,并考虑厚度疲劳影响系数,计算公式如下:
h表示塔筒壁厚
第五步,在风力机载荷计算软件Bladed中对组合疲劳时序载荷处理,经过软件后处理里面的函数编写,通道合并,分别得到Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz以及a载荷时序使其与单位载荷相对应。在ansys中提取单位载荷作用下Sx、Sy和Sxy,将得到单位载荷应力和时序载荷调入疲劳分析软件中,设置焊接结构的SN曲线,完成疲劳强度计算。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种风电机组的塔筒承重平台的疲劳强度计算方法,其特征在于,包括:
S10 分析塔筒的振动疲劳载荷,所述塔筒振动疲劳载荷函数通过正弦函数分布形式进行分析;
S20 分析所述塔筒的风疲劳载荷;
S30 将所述塔筒的水平振动疲劳载荷和所述塔筒的风疲劳载荷进行拟合应力谱;
S40 根据步骤S30拟合的应力谱,完成所述塔筒的承重结构疲劳强度计算。
2.根据权利要求1所述的风电机组的塔筒承重平台的疲劳强度计算方法,其特征在于,所述正弦函数的波峰和所述正弦函数的波谷对应所述塔筒的振动疲劳载荷的最大加速度,设置对应的频率,采用如下公式:
式中:
f——频率;
g——重力加速度;
t——时间;
φ——相位角。
3.根据权利要求2所述的风电机组的塔筒承重平台的疲劳强度计算方法,其特征在于,判断所述塔筒的振动载荷是否有危险,采用有限元方法分别计算单位振动加速度作用下的热点应力,将该热点应力值作为焊缝振动载荷作用下的应力幅值,结合S/N曲线计算该载荷作用下的许用循环次数,进而求解出该振动加速度作用下疲劳损伤值。
4.根据权利要求3所述的风电机组的塔筒承重平台的疲劳强度计算方法,其特征在于,所述塔筒的振动次数计算公式如下:
式中:
T_second——风机寿命,单位是秒。
5.根据权利要求1所述的风电机组的塔筒承重平台的疲劳强度计算方法,其特征在于,在步骤S30中,振动疲劳载荷和风疲劳载荷下应力谱的拟合,所述塔筒的承重平台焊接结构属于多轴应力状态,采用临界平面法进行疲劳强度分析,将单位力和弯矩施加到塔顶中心点,分别计算六个载荷分量作用和水平加速度作用下焊缝应力,根据插值方法提取焊缝处各单位载荷作用下对应Sx、Sy和Sxy,将风载荷、振动载荷与单位载荷应力分量进行合并。
6.根据权利要求5所述的风电机组的塔筒承重平台的疲劳强度计算方法,其特征在于,将风载荷、振动载荷与单位载荷应力分量进行合并的公式为:
Fx为GL坐标系下x方向力;
Fx为GL坐标系下x方向力;
Fy为GL坐标系下y方向力;
Fz为GL坐标系下z方向力;
Mx 为GL坐标系下x方向弯矩;
My 为GL坐标系下y方向弯矩;
Mz 为GL坐标系下z方向弯矩;
a为水平加速度;
sxFx为单位载荷Fx作用下x方向名义应力;
sxFy为单位载荷Fy作用下x方向名义应力;
sxFz为单位载荷Fz作用下x方向名义应力;
sxMx为单位载荷Mx作用下x方向名义应力;
sxMy为单位载荷My作用下x方向名义应力;
sxMz为单位载荷Mz作用下x方向名义应力;
sxa为单位载荷a作用下x方向名义应力;
syFx为单位载荷Fx作用下y方向名义应力;
syFy为单位载荷Fy作用下y方向名义应力;
syFz为单位载荷Fz作用下y方向名义应力;
syMx为单位载荷Mx作用下y方向名义应力;
syMy为单位载荷My作用下y方向名义应力;
syMz为单位载荷Mz作用下y方向名义应力;
sya为单位载荷a作用下y方向名义应力;
sxyFx为单位载荷Fx作用下xy方向名义应力;
sxyFy为单位载荷Fy作用下xy方向名义应力;
sxyFz为单位载荷Fz作用下xy方向名义应力;
sxyMx为单位载荷Mx作用下xy方向名义应力;
sxyMy为单位载荷My作用下xy方向名义应力;
sxyMz为单位载荷Mz作用下xy方向名义应力;
sxya为单位载荷a作用下xy方向名义应力;
t为时间;
σx、σy分别为x、y方向名义应力;
τxy为xy平面剪应力。
7.根据权利要求5所述的风电机组的塔筒承重平台的疲劳强度计算方法,其特征在于,所述塔筒的承重平台焊缝,采用正应力的临界平面法:
式中:
θ为平面考虑的角度;
σx(t,θ)为t时刻角度为θ时的名义应力;
σx(t,0)、σy(t,0)为t时刻角度为0时x和y平面的名义应力;
τxy(t,0)为t时刻角度为0时xy平面剪应力。
8.根据权利要求7所述的风电机组的塔筒承重平台的疲劳强度计算方法,其特征在于,塔筒的承重平台焊接结构疲劳强度分析,依据选取焊缝疲劳等级,根据焊缝S/N曲线,并考虑厚度疲劳影响系数,计算公式如下:
式中:
h为塔筒壁厚;
Ks为厚度疲劳影响系数。
9.根据权利要求7所述的风电机组的塔筒承重平台的疲劳强度计算方法,其特征在于,风力发电机组载荷计算软件Bladed中对组合疲劳时序载荷处理,经过软件后处理里面的函数编写,通道合并,分别得到Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz以及a载荷时序使其与单位载荷相对应。
10.根据权利要求7所述的风电机组的塔筒承重平台的疲劳强度计算方法,其特征在于,在ansys中提取单位载荷作用下Sx、Sy和Sxy,将得到单位载荷应力和时序载荷调入疲劳分析软件完成计算,依据S/N曲线计算塔架焊缝疲劳累计损伤值,计算公式如下:
式中:
n i——Δσ i的循环次数;
N D——材料SN曲线拐点所对应的循环次数,N D=5E6;
γ M——材料安全系数;
Δσ i——实际应力范围值;
ΔσD——S-N曲线拐点所对应的应力范围值;
k——S/N曲线的斜率,,k=3,反之k=5;
式中:
n A——Δσ c对应的循环次数;
n D——Δσ D对应的循环次数;
Δσ c——疲劳设计等级。
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