[发明专利]塔架门洞疲劳安全系数计算方法和计算装置

权利要求书

1.一种塔架门洞疲劳安全系数计算方法，包括：

使用有限元分析软件建立塔架门洞的有限元模型；

向有限元模型中的塔筒顶部分别施加多种单位载荷，并分别对与所述多种单位载荷对应的单位载荷工况进行计算，以得到不同单位工况下的应力应变信息；

接收多个时序载荷，并对所述多个时序载荷载进行转换，以得到转换的所述多种时序载荷；

基于转换的所述多种时序载荷、塔架门洞的焊缝的焊趾位置、塔壁的厚度以及所述应力应变信息，计算焊趾的多个应力分量；

基于所述多个应力分量计算焊趾的应力谱，并且基于所述焊趾的应力谱计算塔架门洞疲劳安全系数，

其中，对所述多种时序载荷进行转换的步骤包括：将所述多种时序载荷相对塔筒底部坐标系z轴旋转第一角度，并基于三角函数关系对所述多种时序载荷进行转换，其中，第一角度与塔架门洞的朝向相关，

其中，计算焊趾的多个应力分量的步骤包括：

基于门洞的焊缝的焊趾位置、塔壁的厚度和所述应力应变信息，进行应力插值，提取焊趾位置的外推参考点的局部坐标系下的垂直于焊缝的正应力、平行于焊缝的正应力和平行于焊缝的切应力，其中，局部节点坐标系是建立在门洞焊趾位置，局部节点坐标系的X轴平行于焊缝，局部节点坐标系的Y轴垂直于焊缝；

基于外推参考点的垂直于焊缝的正应力、外推参考点的平行于焊缝的正应力和外推参考点的平行于焊缝的切应力以及转换的所述多种时序载荷，计算焊趾的多个应力分量。

2.如权利要求1所述的塔架门洞疲劳安全系数计算方法，其中，在塔架门洞的有限元模型中，塔底为全位移约束，塔顶通过采用MPC184单元建立载荷伞。

3.如权利要求1所述的塔架门洞疲劳安全系数计算方法，其中，向有限元模型中的塔筒顶部施加多种单位载荷的步骤包括：按照塔底坐标系向塔筒顶部分别施加多种单位载荷。

4.如权利要求1所述的塔架门洞疲劳安全系数计算方法，其中，所述多种单位载荷包括来自不同方向的力和力矩。

5.如权利要求4所述的塔架门洞疲劳安全系数计算方法，其中，来自不同方向的力和力矩包括±Fx、±Fy、±Fz、±Mx、±My、±Mz，其中，F表示力，M表示力矩，x、y和z分别表示塔底坐标系的x轴、y轴和z轴。

6.如权利要求1所述的塔架门洞疲劳安全系数计算方法，其中，外推参考点分别在距离焊趾0.4t和1t处，t为用于插值的塔壁的厚度。

7.如权利要求1所述的塔架门洞疲劳安全系数计算方法，其中，基于所述多个应力分量计算焊趾的应力谱的步骤包括：基于所述多个应力分量采用临界平面法计算焊趾的应力谱。

8.如权利要求1所述的塔架门洞疲劳安全系数计算方法，其中，基于所述焊趾的应力谱计算塔架门洞疲劳安全系数的步骤包括：

对所述焊趾的应力谱进行雨流统计得到S-N曲线，结合S-N曲线得到焊缝的Palmgren-Miner损伤；

基于Palmgren-Miner损伤计算门洞疲劳安全系数。