风电机组塔筒结构强度校核与优化设计_龙凯_9787517091134

本书细致阐述了塔筒薄壁圆筒屈曲强度、应力疲劳相关概念、塔筒焊缝极限强度与疲劳强度分析方法、法兰连接螺栓疲劳强度分析方法、塔筒涡激振动焊缝疲劳分析方法等。

　　在一般性行业中，通用性的结构分析方法通常采用有限元法计算得到结构响应量如位移、应力等，并用于评估结构的刚强度等。与此有所不同，在风电机组结构分析方面，大量采用了工程类算法和有限元法相结合的手段，并在认证计算（如德国劳式船级社认证、中国鉴衡认证）中强制要求了相关内容。作为风电机组支撑结构的塔筒，具有载荷比较复杂，失效形式多样等特点，在结构强度校核上针对不同的强度类型，需要选择应用工程类算法或有限元法，由于结构参数同时影响多种不同类型的强度参数，这使得塔筒结构强度分析与优化设计的掌握较为烦琐困难。因此，向高校学生、工程技术人员普及有关于风电塔筒强度分析与校核的方法，是十分必要的。
　　有鉴于此，为了适应风力发电专业教学的需求，使得风力发电专业的研究生具有对风电塔筒结构强度分析与校核＼优化设计、认证涉及的相关方法的基本认识，作者编写了这本教材。
　　本书第1章对风电机组塔筒屈曲分析、螺栓强度、法兰结构和动力学研究进行了历史和发展历程的综述；第2章介绍了塔筒焊缝截面应力计算方法，重点介绍了DIN18800-4标准中薄壁圆筒屈曲强度计算方法；第3章介绍了有关应力疲劳相关概念，为后续章节打下基础；第4章介绍了塔筒焊缝极限强度和疲劳强度，其中包括普通焊缝和顶部法兰焊缝，分别采用了工程算法和有限元方法；第5章介绍了塔筒门洞结构极限强度和焊缝处疲劳强度计算方法；第6章针对法兰－螺栓系统，采用GL认证（德国劳氏船级社）规范中推荐的Schmidt-Neuper算法对螺栓疲劳强度进行了校核。在此基础上，采用有限元法建立了法兰的缺陷模型，进一步揭示了法兰缺陷对螺栓疲劳寿命的影响；第7章开展了涡激振动下焊缝疲劳分析。
　　本书出版得到了华北电力大学“双一流”研究生人才培养项目、国家重点研发计划“大型海上风电机组及关键部件优化设计及批量化制造、安装调试与运行关键技术”子课题“传动链关键部件优化设计和批量制造工艺及检测技术课题”（2018YFB1501304）的资助，在此表示感谢。此外，已毕业本科生龚大副、刘雨菁，已毕业研究生谢园奇、毛晓娥、丁文杰，北京航空航天大学贾娇博士完成了本书中有关章节的计算分析工作；吉亮、谷春璐、陈卓、杨晓宇等研究生参加了本书的编辑和整理工作，感谢他们付出辛苦的工作和宝贵的时间。

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