疲劳荷载是风机塔筒基础承受的主要荷载之一,疲劳荷载包括风场扰动、叶片至塔身的传递荷载(叶片-塔筒穿越)及工作荷载(例如: 启动、停机和偏航)。
2 疲劳循环次数
假设叶轮转速为n次/minute,在风机20年设计使用寿命周期内的循环次数为:
N=n*3*60*24*365*20
如:某风机的风轮转速为20次/m,则求得的循环次数为6.31*10^8
3 疲劳荷载形式
疲劳荷载通常采用预留计数法,有下列两种形式
(1)马尔可夫矩阵(Markov Matrix)
马尔可夫矩阵是一种荷载循环列表,为每个荷载循环提供三个数据点:平均荷载(mean),与平均荷载相关的变量(range),与变量相关的循环次数(cycle number);由于马尔可夫矩阵提供了平均值与变量,可求出每一点的应力水平。
MY (kNm)
Width
Mean
N
100
-10000
1.19E+03
100
-4000
2.93E+03
100
-3600
3.48E+03
100
-3500
2.93E+03
100
-3300
5.37E+03
100
-3200
4.67E+03
100
-3100
3.48E+03
100
-2900
2.44E+03
典型的Markov Matrix
(2)疲劳荷载谱(Load Spectra)
疲劳荷载谱是马尔可夫矩阵的简化版,包含两个参数:荷载变量,与变量相关的循环次数。荷载谱是针对单一平均值而言的,该平均值通常为额定风速下的基础荷载值。由于荷载谱是基于单个平均值,因此其适用于仅考虑考虑应力变化范围的疲劳分析,而非要求每个点的应力水平。毕竟典型的:钢筋、钢绞线疲劳分析。
Ni
DMy
(kNm)
2.88E+08
0.00E+00
9.40E+07
0.00E+00
1.70E+07
0.00E+00
1.70E+07
0.00E+00
4.30E+07
0.00E+00
1.50E+07
0.00E+00
8.90E+07
0.00E+00
8.20E+07
0.00E+00
7.80E+07
0.00E+00