塔筒疲勞計算MicrosoftOfficeWord文檔

1、【技術(shù)】SL1500風(fēng)電機(jī)組65米塔筒疲勞分析報告北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)  來源:云上的未來    2016/3/15 11:08:03  我要投稿  關(guān)鍵詞: 塔筒疲勞分析 SL1500_ HT34風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 疲勞載荷值北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)訊:本報告是針對SL1500_ HT34風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的65米塔筒進(jìn)行的疲勞分析，風(fēng)區(qū)為S類風(fēng)區(qū)（年平均風(fēng)速為8.5 m/s，極限風(fēng)速為50年一遇3秒陣風(fēng)達(dá)到70 m/s）。本報告采用的軟件分別是載荷計算軟件Bladed軟件和有限元分析軟

2、件Ansys軟件。疲勞載荷及載荷譜來自于Bladed軟件的計算結(jié)果，應(yīng)力集中系數(shù)的求解來自于有限元分析軟件。對于塔筒疲勞分析可根據(jù)ENV 1993-1-1標(biāo)準(zhǔn)，可按照鋼結(jié)構(gòu)疲勞載荷計算方法：SN曲線的斜率分別為3和5，轉(zhuǎn)折點載荷循環(huán)次數(shù)為nD=5.0×106如下圖進(jìn)行計算分析（m=4）：其中，根據(jù)ENV 1993-1-1標(biāo)準(zhǔn)，可得：公式中參數(shù)（1）轉(zhuǎn)折點對應(yīng)疲勞載荷幅值sD下的最大循環(huán)次數(shù) nD = 5.0×106次；（2）材料安全系數(shù)                    

3、            gM = 1.15；（3）DC（Detailcategory）                       DCsc；是指在2百萬次循環(huán)載荷條件下對應(yīng)的疲勞應(yīng)力幅值。（4）公式sDDC×（2×106/nD）1/3/gM×（25/t）1/4上式括號  內(nèi)為不考慮修正的情況下，根據(jù)m=3可以得到sDDC×（2×106/nD）1/3標(biāo)準(zhǔn)的SN曲線推導(dǎo)

4、得到的（其中，sD對應(yīng)循環(huán)次數(shù)nD；DC即sc對應(yīng)循環(huán)次數(shù)2×106）1/gM×（25/t）1/4為考慮壁面厚度和材料安全系數(shù)（5）transfer function( . )是對安全系數(shù)的綜合考慮下面就分別塔筒門、塔筒壁等處進(jìn)行分析：1、塔筒門疲勞分析【技術(shù)】SL1500風(fēng)電機(jī)組65米塔筒疲勞分析報告(2)北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)  來源:云上的未來    2016/3/15 11:08:03  我要投稿  關(guān)鍵詞: 塔筒疲勞分析SL1500_ HT34風(fēng)力發(fā)電機(jī)組疲勞載

5、荷值在單位載荷彎矩Mnor=109Nmm作用下，經(jīng)過有限元軟件分析得到塔筒門處的應(yīng)力云圖如下：通過應(yīng)力云圖推算出塔筒焊縫的應(yīng)力曲線如下圖中粉色曲線：取出0.9倍塔筒壁厚度對應(yīng)的焊縫應(yīng)力值和1.5倍塔筒壁厚度下對應(yīng)的焊縫應(yīng)力值兩點做一條直線，則有焊縫厚度為0時的對應(yīng)焊縫應(yīng)力值為smax4.44 N/mm2又有snor=Mnor/W其中，W =（da4-di4）×p/32/dada塔筒外徑di 塔筒內(nèi)徑得出：snor3.13 N/mm2因此得到應(yīng)力集中因子為SCFsmax/snor4.44/3.131.42考慮塔筒門的焊縫取DC100，如塔筒壁厚為26 mm，則m=4情況下等效疲勞載荷循

6、環(huán)次數(shù)參考值為nRev(DEL)=20×365.25×24×60×20.1= 2.11×108轉(zhuǎn)折點處對應(yīng)疲勞載荷值為sD100×（2×106/5×106）1/3/1.15×（25/26）1/4= 63.44 MN/m2【技術(shù)】SL1500風(fēng)電機(jī)組65米塔筒疲勞分析報告(3)北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)  來源:云上的未來    2016/3/15 11:08:03  我要投稿  關(guān)鍵詞: 塔筒疲勞分析SL1

7、500_ HT34風(fēng)力發(fā)電機(jī)組疲勞載荷值根據(jù)整機(jī)載荷計算軟件得出m=4情況下的在塔筒門處沿截面周向每隔15度的等效疲勞載荷值如下表格所示：等效疲勞載荷對應(yīng)的最大循環(huán)次數(shù)為nzul=63.44/(4.44×10-3×5400.7)4×5.0×106= 2.45×108則轉(zhuǎn)折點的損傷系數(shù)為Damage= 2.11×108 / 2.45×108=0.861對于塔筒門附近的焊縫所受第i個疲勞載荷的最大循環(huán)次數(shù)可定義為如下：Ni=sD/(transfer function(including notch factor)×DE

8、L)m×nD其中，transfer function(including notch factor)= 106/W×SCF；W截面模量；SCF應(yīng)力集中因子。又從m=3和m=5折線可知：若上面公司中中括號里的分母（即傳遞函數(shù)與第i個等效疲勞載荷的乘積）小于分子sD，則按m=5求解對應(yīng)的最大循環(huán)次數(shù)Ni值；反之則按m=3求解對應(yīng)的最大循環(huán)次數(shù)Ni值。某第i個等效疲勞載荷值實際循環(huán)次數(shù)ni則按照Bladed軟件計算得到的Marcov矩陣統(tǒng)計得出。根據(jù)疲勞損傷原理，若Dni/Ni小于1，則說明塔筒的焊縫在20年里不會發(fā)生破壞；反之，則說明塔筒焊縫會發(fā)生破壞。在塔筒門處如按上圖顯示的

9、折線m=3和m=5來計算，則沿周向每隔15度得到的焊縫處疲勞損傷值如下表所示：2、塔筒壁疲勞分析2.1 在高度0.6米處塔筒壁的疲勞分析塔筒此高度截面幾何數(shù)據(jù)如下：考慮塔筒壁取DC71，高度0.6米處塔筒壁厚為26 mm，則m=4情況下等效疲勞載荷循環(huán)次數(shù)參考值為nRev(DEL)=20×365.25×24×60×20.1= 2.11×108轉(zhuǎn)折點處對應(yīng)疲勞載荷值為sD71×（2×106/5×106）1/3/1.15×（25/26）1/4= 45.05 MN/m2【技術(shù)】SL1500風(fēng)電機(jī)組65米塔筒疲勞

10、分析報告(4)北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)  來源:云上的未來    2016/3/15 11:08:03  我要投稿  關(guān)鍵詞: 塔筒疲勞分析SL1500_ HT34風(fēng)力發(fā)電機(jī)組疲勞載荷值根據(jù)整機(jī)載荷計算軟件得出m=4情況下的在塔筒門處沿截面周向每隔15度的等效疲勞載荷值如下表格所示：等效疲勞載荷對應(yīng)的最大循環(huán)次數(shù)為nzul=45.05/(3.12×10-3×5400.7)4×5.0×106= 2.56×108則轉(zhuǎn)折點的損傷系數(shù)為Damage=

11、2.11×108 / 2.56×108=0.825在塔筒壁高度為0.6米處按圖1顯示的折線m=3和m=5來計算，則沿周向每隔15度得到的疲勞損傷值如下表所示：2.2 在高度18.2米處塔筒壁的疲勞分析塔筒此高度截面幾何數(shù)據(jù)如下：等效疲勞載荷循環(huán)次數(shù)參考值為考慮塔筒壁取DC71，此高度塔筒壁厚為22 mm，則m=4情況下nRev(DEL)=20×365.25×24×60×20.1= 2.11×108轉(zhuǎn)折點處對應(yīng)疲勞載荷值為sD71×（2×106/5×106）1/3/1.15= 45.49 MN/m

12、2根據(jù)整機(jī)載荷計算軟件得出m=4情況下的在塔筒門處沿截面周向每隔15度的等效疲勞載荷值如下表格所示：等效疲勞載荷對應(yīng)的最大循環(huán)次數(shù)為注：上面表格中的數(shù)據(jù)來自于Bladed軟件的計算結(jié)果。（單位：kNm）nzul=45.49/(4.66×10-3×3630.7)4×5.0×106= 2.61×108則轉(zhuǎn)折點的損傷系數(shù)為Damage= 2.11×108 / 2.61×108=0.808在塔筒壁高度為18.2米處按圖1顯示的折線m=3和m=5來計算，則沿周向每隔15度得到的疲勞損傷值如下表所示：    

13、0;2.2 在高度40.6米處塔筒壁的疲勞分析塔筒此高度截面幾何數(shù)據(jù)如下：【技術(shù)】SL1500風(fēng)電機(jī)組65米塔筒疲勞分析報告(5)北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)  來源:云上的未來    2016/3/15 11:08:03  我要投稿  關(guān)鍵詞: 塔筒疲勞分析SL1500_ HT34風(fēng)力發(fā)電機(jī)組疲勞載荷值等效疲勞載荷循環(huán)次數(shù)參考值為考慮塔筒壁取DC71，此高度塔筒壁厚為22 mm，則m=4情況下nRev(DEL)=20×365.25×24×60×20.1= 2.11×108轉(zhuǎn)折點處對應(yīng)疲勞載荷值為sD71×（2×106/5×106）1/3/1.15= 45.49 MN/m2根據(jù)整機(jī)載荷計算軟件得出m=4情況下的在塔筒門處沿截面周向每隔15度的等效疲勞載荷值如下表格所示：等效疲勞載荷對應(yīng)的最大循環(huán)次數(shù)為注：上面表格中的數(shù)據(jù)來自于Bladed軟件的計算結(jié)果。