本報告是針對SL1500_ HT34風(fēng)力發(fā)電機組的65米塔筒進行的疲勞分析，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：S－N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)
?。?）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) gM = 1.15；
（3）DC（Detailcategory） DC＝△sc；
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。
?。?）公式△sD＝[DC×（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
△sD＝DC×（2×106/nD）1/3－標(biāo)準(zhǔn)的S－N曲線推導(dǎo)得到的
?。ㄆ渲?，△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)
?。?）transfer function( ..…. )是對安全系數(shù)的綜合考慮
下面就分別塔筒門、塔筒壁等處進行分析：
1、塔筒門疲勞分析
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
smax＝4.44 N/mm2
又有snor=Mnor/W
其中，W =（da4-di4）×p/32/da
da－塔筒外徑
di －塔筒內(nèi)徑
得出：snor＝3.13 N/mm2
因此得到應(yīng)力集中因子為
SCF＝smax/snor＝4.44/3.13＝1.42
考慮塔筒門的焊縫取DC＝100，如塔筒壁厚為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
△sD＝100×（2×106/5×106）1/3/1.15×（25/26）1/4= 63.44 MN/m2
根據(jù)整機載荷計算軟件得出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)×DEL)]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
D＝∑ni/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
