[发明专利]确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的方法和装置

权利要求书

1.一种确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的装置，其特征在于，所述装置包括：

计算单元，被配置为计算塔架环焊缝的截面在不同方向的预定单位载荷作用下的应力；

提取单元，被配置为提取预定工况下的所述不同方向中的每个方向上的疲劳时序载荷；

投影单元，被配置为将每个方向上的疲劳时序载荷在塔架圆周方向上进行投影，以得到与每个方向上的疲劳时序载荷对应的投影序列载荷；

通道合并单元，被配置为对所述应力和所述投影序列载荷进行通道合并，确定相同方向的应力和投影序列载荷的乘积，将所述不同方向的乘积相加，以得到应力时间历程；

确定单元，被配置为基于所述应力时间历程和预定载荷工况频率表确定塔架环焊缝的截面在塔架圆周方向上的疲劳损伤。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述不同方向的预定单位载荷包括：塔架坐标系的X轴、Y轴和Z轴方向的单位载荷，

其中，计算单元还被配置为：

将X轴方向的单位弯矩载荷与X轴方向的抗弯截面系数相除，并将相除的结果确定为在X轴方向的单位载荷作用下的第一应力；

和/或，将Y轴方向的单位弯矩载荷与Y轴方向的抗弯截面系数相除，并将相除的结果确定为在Y轴方向的单位载荷作用下的第二应力；

和/或，将Z轴方向的单位力载荷与所述塔架环焊缝的截面面积相除，并将相除的结果确定为在Z轴方向的单位载荷作用下的第三应力。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，投影单元还被配置为：

将任一时刻的Y轴的疲劳时序载荷与在塔架圆周方向上的预定投影角度的正弦值相乘的结果和所述任一时刻的X轴的疲劳时序载荷与所述预定投影角度的余弦值相乘的结果相加，以得到在所述任一时刻的X轴投影载荷；

将预定时间段内的各个时刻的X轴投影载荷确定为与X轴的疲劳时序载荷对应的第一投影序列载荷；

和/或，将所述任一时刻的Y轴的疲劳时序载荷与所述预定投影角度的余弦值相乘的结果和所述任一时刻的X轴的疲劳时序载荷与所述预定投影角度的正弦值相乘的结果相减，以得到在所述任一时刻的Y轴投影载荷；

将所述预定时间段内的各个时刻的Y轴投影载荷确定为与Y轴的疲劳时序载荷对应的第二投影序列载荷；

和/或，将所述任一时刻的Z轴的疲劳时序载荷作为在所述任一时刻的Z轴投影载荷；

将所述预定时间段内的各个时刻的Z轴投影载荷确定为与Z轴的疲劳时序载荷对应的第三投影序列载荷。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，通道合并单元还被配置为：

将所述第一应力与所述第一投影序列载荷相乘的结果、所述第二应力与所述第二投影序列载荷相乘的结果、以及所述第三应力和所述第三投影序列载荷相乘的结果相加，以得到所述应力时间历程。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，确定单元还被配置为：

对所述应力时间历程和预定载荷工况频率表进行雨流统计计算，以得到雨流计算结果；

使用所述雨流计算结果和预定应力-寿命曲线，确定塔架环焊缝的截面在塔架圆周方向上的疲劳损伤。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述雨流计算结果包括：应力区间数、应力对应循环次数和应力变化范围。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，确定单元还被配置为：

通过将所述疲劳损伤设置为1来计算疲劳强度安全系数。