风电机组等效疲劳载荷计算

文章目录

0、背景1、计算流程2、计算原则3、算法算例

0、背景

等效疲劳的计算，本身不难，但是突然被人问一下却又一下子反应不过来。正好我找了一点资料，把他们整理一下录到这里吧。以后忘记了就来这边查看。

本文主要内容来自这里。原文应该也是引用的，我没有再做考证，感兴趣的可以点击进一步了解。感谢所有相关的原作者。

1、计算流程

流程就是一张图，原文给的很完整了，我就不用再重新整理。直接贴图如下：

2、计算原则

指定S/N曲线斜率参数m和基准载荷周期的等效疲劳载荷在对应m值和基准载荷周期下的疲劳损伤等于载荷时间序列计算的疲劳总损伤。

3、算法算例

第一次循环上段

N

i

N_i

Ni​计算：

S

i

m

N

i

=

C

,

C

为常数

S_i^m N_i = C, \quad C \text{ 为常数}

Sim​Ni​=C,C 为常数

一次循环损伤为：

D

i

=

1

N

i

D_{i} = \frac{1}{N_i}

Di​=Ni​1​

根据 Palingam-Minor 模型，总损伤为：

D

t

=

∑

i

=

1

n

n

i

N

i

D_t = \sum_{i=1}^n \frac{n_i}{N_i}

Dt​=i=1∑n​Ni​ni​​

等效疲劳荷载

S

e

S_e

Se​为：

S

e

m

N

e

=

C

S_e^m N_e = C

Sem​Ne​=C

产生的损伤为：

D

e

=

5

×

1

0

6

N

e

D_e = \frac{5 \times 10^6}{N_e}

De​=Ne​5×106​

等效疲劳荷载引起的损伤应该与时间序列计算的结果相等：

D

e

=

D

t

D_e = D_t

De​=Dt​

联立方程得：

S

×

1

0

6

C

=

∑

i

=

1

n

n

i

C

\frac{S \times 10^6}{C} = \sum_{i=1}^n \frac{n_i}{C}

CS×106​=i=1∑n​Cni​​

则疲劳等效荷载为：

S

e

=

∑

i

=

1

n

S

i

m

⋅

n

i

5

×

1

0

6

m

S_e = \sqrt[m]{\frac{ \sum_{i=1}^{n} S_i^m \cdot n_i}{5 \times 10^6}}

Se​=m5×106∑i=1n​Sim​⋅ni​​

​

需要注意，上述5×10^6是一个基准循环次数，这个数值是人为定义的。