權(quán)利要求書： 1.一種風(fēng)機(jī)塔筒塔門屈曲折減系數(shù)修正方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)分別對(duì)塔筒中的含塔門塔筒段與不含塔門塔筒段結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模，所述含塔門塔筒段三維模型包括底法蘭、塔門段、塔門段頂法蘭和塔門，所述不含塔門塔筒段三維模型包括底法蘭、塔門段和塔門段頂法蘭；

2)利用有限元分析軟件對(duì)所述的三維模型進(jìn)行有限元建模，得到兩個(gè)有限元模型；

3)對(duì)所述的兩個(gè)有限元模型分別進(jìn)行邊界約束與極限工況加載，根據(jù)極限工況加載情況進(jìn)行極限計(jì)算與線性屈曲計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定兩個(gè)有限元模型的第一階屈曲特征值；

4)對(duì)所述的兩個(gè)有限元模型的材料進(jìn)行彈塑性參數(shù)設(shè)置、邊界約束，根據(jù)各有限元模型的第一階屈曲特征值確定各模型的二次加載載荷，按照各二次載荷分別對(duì)兩個(gè)有限元模型進(jìn)行加載，根據(jù)二次加載情況進(jìn)行非線性屈曲計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果分別確定各有限元模型的載荷比與位移關(guān)系的曲線；

5)根據(jù)各有限元模型的載荷比與位移關(guān)系曲線，得到自身的臨界載荷比，將兩個(gè)有限元模型載荷比的比值作為塔門的屈曲折減系數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)塔筒塔門屈曲折減系數(shù)修正方法，其特征在于，所述步驟

4)中二次加載載荷等于第一階屈曲特征值與極限工況下的載荷的乘積，并以斜坡方式加載。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)機(jī)塔筒塔門屈曲折減系數(shù)修正方法，其特征在于，在進(jìn)行非線性屈曲計(jì)算時(shí)，先設(shè)置子步的數(shù)量，關(guān)閉自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)，打開大變形開關(guān)，采用弧長(zhǎng)法進(jìn)行迭代計(jì)算。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)機(jī)塔筒塔門屈曲折減系數(shù)修正方法，其特征在于，完成非線性屈曲計(jì)算后，根據(jù)時(shí)間步長(zhǎng)開始下降點(diǎn)對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)位移結(jié)果，提取最大位移節(jié)點(diǎn)在整個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)的位移變化，結(jié)合計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)繪制載荷比與位移關(guān)系的曲線。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)塔筒塔門屈曲折減系數(shù)修正方法，其特征在于，所述步驟

2)在有限元建模時(shí)，利用有限元分析軟件對(duì)所述含塔門塔筒段和不含塔門塔筒段的結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，根據(jù)三維模型內(nèi)各部件的連接關(guān)系將各部件共節(jié)點(diǎn)處理，在塔底法蘭中心建立節(jié)點(diǎn)用于加載，將頂法蘭頂面與塔底法蘭采用剛性梁?jiǎn)卧B接，用于傳遞載荷。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)機(jī)塔筒塔門屈曲折減系數(shù)修正方法，其特征在于，所述含塔門塔筒段和不含塔門塔筒段的結(jié)構(gòu)均采用二十節(jié)六面體高階單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分，所述塔筒厚度和塔門厚度方向均細(xì)分網(wǎng)絡(luò)，所述含塔門塔筒段模型中的應(yīng)力梯度高的塔門和塔門與筒壁連接區(qū)域均加密網(wǎng)格。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)機(jī)塔筒塔門屈曲折減系數(shù)修正方法，其特征在于，所述進(jìn)行彈塑性參數(shù)設(shè)置是在兩個(gè)有限元模型的材料屬性中分別設(shè)置屈服強(qiáng)度與切線模量，所述屈服強(qiáng)度根據(jù)兩個(gè)有限元模型的材料厚度對(duì)應(yīng)屈服取值，所述切線模量為設(shè)定值。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)塔筒塔門屈曲折減系數(shù)修正方法，其特征在于，所述步驟

3)在進(jìn)行極限計(jì)算與線性屈曲計(jì)算時(shí)包括：對(duì)底法蘭的底面進(jìn)行自由約束；在底法蘭中心節(jié)點(diǎn)施加彎矩最大的極限工況，計(jì)算該極限工況下的載荷；打開預(yù)應(yīng)力開關(guān)，進(jìn)行線性屈曲計(jì)算，得到各有限元模型的第一屈曲特征值。

說(shuō)明書： 一種風(fēng)機(jī)塔筒塔門屈曲折減系數(shù)修正方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種風(fēng)機(jī)塔筒塔門屈曲折減系數(shù)修正方法，屬于風(fēng)力發(fā)電組技術(shù)領(lǐng)域。背景技術(shù)[0002] 塔筒作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要支撐結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)普遍采用鋼制圓錐筒殼結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)屬于高度缺陷敏感型結(jié)構(gòu)，且實(shí)際塔筒在制造過(guò)程中存在各種形式的缺陷，如門洞、焊縫及變厚度結(jié)構(gòu)，使塔筒結(jié)構(gòu)易發(fā)生屈曲失穩(wěn)破壞，尤其是塔筒塔門段，最易出現(xiàn)局部失穩(wěn)、折斷等事故破壞。目前針對(duì)塔筒屈曲強(qiáng)度驗(yàn)算分為工程算法和有限元算法兩類。工程算法一般依據(jù)德國(guó)勞氏船級(jí)社編寫的GL規(guī)范，按照德國(guó)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范DIN18800或歐洲規(guī)范EN1993?1?6進(jìn)行驗(yàn)算，有限元算法基于有限元軟件進(jìn)行線性屈曲或非線性屈曲計(jì)算。公布號(hào)為CN110909426A，申請(qǐng)公布日為2020.03.24的發(fā)明專利申請(qǐng)文件公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒門洞屈曲分析方法及系統(tǒng)，該方法采用有限元分析軟件建立了一種包含塔筒底部法蘭至塔筒塔門所在段頂法蘭在內(nèi)的有限元模型，對(duì)其進(jìn)行靜力學(xué)分析和特征值屈曲分析(即線性屈曲分析)，得到門洞的最大等效應(yīng)力和一階屈曲特征值，結(jié)合有限元線性屈曲的一階屈曲特征值計(jì)算進(jìn)行屈曲折減系數(shù)的修正。[0003] 該文件在建模與屈曲分析時(shí)采用的是殼單元建模與特征值屈曲計(jì)算，單層的殼單元無(wú)法準(zhǔn)確的反映塔筒厚度方向應(yīng)力變化，且特征值屈曲計(jì)算本質(zhì)上是線性分析，僅考慮了整體剛度，但其條件為結(jié)構(gòu)處于小變形狀態(tài)，忽略了幾何非線性與材料非線性因素，所以其得到的有限元結(jié)果往往大于理論值，即特征值屈曲計(jì)算得到的臨界屈曲載荷往往比結(jié)構(gòu)實(shí)際的臨界屈曲載荷高出很多，導(dǎo)致塔筒塔門屈曲折減系數(shù)不準(zhǔn)確，進(jìn)而其屈曲強(qiáng)度評(píng)估也不精確。發(fā)明內(nèi)容[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)機(jī)塔筒塔門屈曲折減系數(shù)修正方法，用以解決塔門屈曲折減系數(shù)采用有限元通過(guò)線性分析使特征值屈曲計(jì)算不夠準(zhǔn)確的問(wèn)題。[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：[0006] 本發(fā)明的一種風(fēng)機(jī)塔筒塔門屈曲折減系數(shù)修正方法，包括以下步驟：[0007] 1)分別對(duì)塔筒中的含塔門塔筒段與不含塔門塔筒段結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模，所述含塔門塔筒段三維模型包括底法蘭、塔門段、塔門段頂法蘭和塔門，所述不含塔門塔筒段三維模型包括底法蘭、塔門段和塔門段頂法蘭；[0008] 2)利用有限元分析軟件對(duì)所述的三維模型進(jìn)行有限元建模，得到兩個(gè)有限元模型；[0009] 3)對(duì)所述的兩個(gè)有限元模型分別進(jìn)行邊界約束與極限工況加載，根據(jù)極限工況加載情況進(jìn)行極限計(jì)算與線性屈曲計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定兩個(gè)有限元模型的第一階屈曲特征值；[0010] 4)對(duì)所述的兩個(gè)有限元模型的材料進(jìn)行彈塑性參數(shù)設(shè)置、邊界約束，根據(jù)各有限元模型的第一階屈曲特征值確定各模型的二次加載載荷，按照各二次載荷分別對(duì)兩個(gè)有限元模型進(jìn)行加載，根據(jù)二次加載情況進(jìn)行非線性屈曲計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果分別確定各有限元模型的載荷比與位移關(guān)系的曲線；[0011] 5)根據(jù)各有限元模型的載荷比與位移關(guān)系曲線，得到自身的臨界載荷比，將兩個(gè)有限元模型載荷比的比值作為塔門的屈曲折減系數(shù)。[0012] 有益效果：本發(fā)明首先分別對(duì)含塔門塔筒段與不含塔門塔筒段結(jié)構(gòu)的三維模型進(jìn)行有限元建模，得到兩個(gè)有限元模型，對(duì)兩個(gè)有限元模型分別進(jìn)行極限工況加載，根據(jù)加載情況進(jìn)行極限計(jì)算與線性屈曲計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定兩個(gè)有限元模型的第一階屈曲特征值，對(duì)兩個(gè)有限元模型的材料分別再次進(jìn)行彈塑性參數(shù)設(shè)置、邊界約束，考慮了材料非線性因素。根據(jù)各模型的第一階屈曲特征值確定兩個(gè)模型的二次加載載荷分別進(jìn)行加載，根據(jù)加載情況進(jìn)行非線性屈曲計(jì)算，并分別確定各有限元模型的載荷比與位移關(guān)系的曲線，根據(jù)曲線得到自身的臨界載荷比，最后將兩個(gè)有限元模型載荷比的比值作為塔門的屈曲折減系數(shù)，該方法考慮了非線性因素，通過(guò)兩個(gè)模型的臨界載荷比的比值確定塔門屈曲折減系數(shù)，通過(guò)該方法得到的塔門屈曲折減系數(shù)更加準(zhǔn)確，更接近實(shí)際的塔門模型。[0013] 進(jìn)一步地，所述步驟4)中二次加載載荷等于第一階屈曲特征值與極限工況下的載荷的乘積，并以斜坡方式加載。[0014] 有益效果：本發(fā)明中二次加載載荷等于第一階屈曲特征值與極限工況下的載荷的乘積，根據(jù)第一屈曲特征值和第一次加載載荷之間的關(guān)系，得到二次加載載荷。斜坡方式加載是以一種緩慢的方式進(jìn)行載荷的加載，更符合實(shí)際工程情況，另一方面使非線性屈曲計(jì)算更加準(zhǔn)確，進(jìn)而得到的屈曲折減系數(shù)更加準(zhǔn)確。[0015] 進(jìn)一步地，在進(jìn)行非線性屈曲計(jì)算時(shí)，先設(shè)置子步的數(shù)量，關(guān)閉自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)，打開大變形開關(guān)，采用弧長(zhǎng)法進(jìn)行迭代計(jì)算。[0016] 有益效果：進(jìn)行非線性屈曲計(jì)算時(shí)，通過(guò)設(shè)置子步的數(shù)量，關(guān)閉自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)，打開大變形開關(guān)，并采用弧長(zhǎng)積分法進(jìn)行迭代計(jì)算，該過(guò)程考慮了幾何非線性因素，采用弧長(zhǎng)積分法，在迭代求解過(guò)程中可以自動(dòng)調(diào)節(jié)增量步長(zhǎng)，跟蹤非線性屈曲平衡路徑全過(guò)程，使得更好得到兩個(gè)有限元模型的載荷比與位移關(guān)系。[0017] 進(jìn)一步地，完成非線性屈曲計(jì)算后，根據(jù)時(shí)間步長(zhǎng)開始下降點(diǎn)對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)位移結(jié)果，提取最大位移節(jié)點(diǎn)在整個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)的位移變化，結(jié)合計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)繪制載荷比與位移關(guān)系的曲線。[0018] 有益效果：根據(jù)時(shí)間步長(zhǎng)開始現(xiàn)將點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)位移結(jié)果，提取位移變化，位移變化結(jié)果有多個(gè)，提取最大位移節(jié)點(diǎn)在整個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)的位移變化，體現(xiàn)出了載荷對(duì)塔筒塔門的影響，方便繪制載荷比與位移關(guān)系的曲線，進(jìn)而使屈曲折減系數(shù)計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確。[0019] 進(jìn)一步地，所述步驟2)在有限元建模時(shí)，利用有限元分析軟件對(duì)所述含塔門塔筒段和不含塔門塔筒段的結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，根據(jù)三維模型內(nèi)各部件的連接關(guān)系將各部件共節(jié)點(diǎn)處理，在塔底法蘭中心建立節(jié)點(diǎn)用于加載，將頂法蘭頂面與塔底法蘭采用剛性梁?jiǎn)卧B接，用于傳遞載荷。[0020] 有益效果：本發(fā)明根據(jù)三維模型內(nèi)各部件的連接關(guān)系將各部件共節(jié)點(diǎn)處理，在塔底法蘭中心建立節(jié)點(diǎn)用于加載，將頂法蘭頂面與塔底法蘭采用剛性梁?jiǎn)卧B接，用于傳遞載荷。載荷通過(guò)梁?jiǎn)卧獋鬟f至頂法蘭，以實(shí)現(xiàn)對(duì)塔筒塔門受力關(guān)系的準(zhǔn)確模擬。[0021] 進(jìn)一步地，所述含塔門塔筒段和不含塔門塔筒段的結(jié)構(gòu)均采用二十節(jié)六面體高階單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分，所述塔筒厚度和塔門厚度方向均細(xì)分網(wǎng)絡(luò)，所述含塔門塔筒段模型中的應(yīng)力梯度高的塔門和塔門與筒壁連接區(qū)域均加密網(wǎng)格。[0022] 有益效果：將塔筒厚度和塔門厚度方向以細(xì)分網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行劃分，以便能更好的體現(xiàn)塔筒內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)。含塔門塔筒段模型中的應(yīng)力梯度高的塔門和塔門與筒壁連接區(qū)域均加密網(wǎng)格，能夠比較準(zhǔn)確的模擬該區(qū)域的應(yīng)力狀態(tài)。[0023] 進(jìn)一步地，所述進(jìn)行彈塑性參數(shù)設(shè)置是在兩個(gè)有限元模型的材料屬性中分別設(shè)置屈服強(qiáng)度與切線模量所述屈服強(qiáng)度根據(jù)兩個(gè)有限元模型的材料厚度對(duì)應(yīng)屈服取值，所述切線模量為設(shè)定值。。[0024] 有益效果：本發(fā)明考慮了材料非線性因素，通過(guò)設(shè)置兩個(gè)有限元模型的材料屬性中分別設(shè)置屈曲強(qiáng)度與切線模量。[0025] 進(jìn)一步地，所述步驟3)在進(jìn)行極限計(jì)算與線性屈曲計(jì)算時(shí)包括：對(duì)底法蘭的底面進(jìn)行自由約束；在底法蘭中心節(jié)點(diǎn)施加彎矩最大的極限工況，計(jì)算該極限工況下的載荷；打開預(yù)應(yīng)力開關(guān)，進(jìn)行線性屈曲計(jì)算，得到各有限元模型的第一屈曲特征值。附圖說(shuō)明[0026] 圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中含塔門塔筒段有限元模型示意圖；[0027] 圖2是本發(fā)明的實(shí)施例中不含塔門塔筒段有限元模型示意圖；[0028] 圖3是本發(fā)明的實(shí)施例中含塔門塔筒段有限元模型塔門網(wǎng)格劃分示意圖；[0029] 圖4是本發(fā)明的實(shí)施例中含塔門塔筒段邊界約束和加載示意圖；[0030] 圖5是本發(fā)明的實(shí)施例中不含塔門塔筒段邊界約束和加載示意圖；[0031] 圖6是本發(fā)明的實(shí)施例中含塔門塔筒段載荷比與位移關(guān)系曲線示意圖；[0032] 圖7是本發(fā)明的實(shí)施例中不含塔門塔筒段載荷比與位移關(guān)系曲線示意圖。具體實(shí)施方式[0033] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。[0034] 實(shí)施例：[0035] 一種風(fēng)機(jī)塔筒塔門屈曲折減系數(shù)修正方法，首先分別對(duì)塔筒中的含塔門塔筒段與不含塔門塔筒段結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模，利用有限元分析軟件，對(duì)該三維模型進(jìn)行有限元建模，對(duì)建好的兩個(gè)有限元模型進(jìn)行極限計(jì)算與線性屈曲計(jì)算，得到第一階屈曲特征值與屈曲模態(tài)。對(duì)這兩個(gè)有限元模型進(jìn)行彈塑性參數(shù)設(shè)置、邊界約束和進(jìn)行二次載荷加載，并分別對(duì)兩個(gè)有限元模型進(jìn)行非線性屈曲計(jì)算，根據(jù)結(jié)果繪制出兩個(gè)有限元模型的載荷比與位移關(guān)系曲線，根據(jù)載荷比與位移關(guān)系曲線，得到各自的臨界載荷比，將兩個(gè)模型臨界載荷比的比值作為塔門的屈曲折減系數(shù)，具體實(shí)施步驟如下：[0036] 1.分別對(duì)塔筒中的含塔門塔筒段與不含塔門塔筒段結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模。[0037] 本實(shí)施例以非常規(guī)塔門(變厚度塔門)作為研究對(duì)象，對(duì)塔筒塔門進(jìn)行屈曲計(jì)算。在本實(shí)施例中，為進(jìn)行塔筒塔門屈曲分析，可以截取塔筒模型底法蘭至塔門所在段頂法蘭的部分作為研究對(duì)象，其中可以將截取部分中的附屬的內(nèi)部平臺(tái)、爬梯等對(duì)有限元結(jié)果影響較小的附件忽略。利用三維繪圖軟件，分別對(duì)所截取部分中的含塔門塔筒段與不含塔門塔筒段結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模，得到含塔門塔筒段的三維模型與不含塔門塔筒段的三維模型。

其中，含塔門塔筒段的三維模型包括：底法蘭、塔門段、塔門段頂法蘭(為方便描述，可簡(jiǎn)稱頂法蘭)和塔門，不含塔門塔筒段的三維模型包括：底法蘭、塔門段和頂法蘭。

[0038] 2.利用有限元分析軟件對(duì)含塔門塔筒段的三維模型和不含塔門塔筒段的三維模型進(jìn)行有限元建模。[0039] 利用有限元分析軟件對(duì)含塔門塔筒段的三維模型和不含塔門塔筒段的三維模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，如圖3所示，并對(duì)各組件進(jìn)行單元、材料、實(shí)常數(shù)、橫截面等屬性進(jìn)行定義。具體為將含塔門塔筒段和不含塔門塔筒段的兩種結(jié)構(gòu)采用二十節(jié)點(diǎn)六面體高階單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分，具體而言，含塔門塔筒段結(jié)構(gòu)中的頂法蘭、底法蘭、塔門段及塔門均采用solid186高階單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分。為更好的反應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)，塔筒段模型中的塔筒厚度和塔門厚度方向均細(xì)分網(wǎng)格，同時(shí)在含塔門塔筒的模型中，應(yīng)力梯度高的塔門和塔門與筒壁連接區(qū)域均加密網(wǎng)格。具體的在本實(shí)施例中，為便于表征塔筒內(nèi)部應(yīng)力變化，塔筒厚度和塔門厚度方向網(wǎng)格劃分為三層單元，為便于模擬塔門與筒壁連接區(qū)域的應(yīng)力狀態(tài)，將塔門與筒壁連接區(qū)域網(wǎng)格加密至180份。在不含塔門塔筒段模型中，單元尺寸采用統(tǒng)一尺寸0.2m。[0040] 在塔底法蘭的中心建立一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，用來(lái)加載，將塔底法蘭與頂法蘭通過(guò)beam188梁?jiǎn)卧B接。以便將塔底的載荷傳遞至頂法蘭。完成有限元建模，得到如圖1所示的含塔門塔筒段有限元模型和如圖2所示的不含塔門塔筒段的有限元模型。其中剛性連接梁?jiǎn)卧孛鏋?.2m的圓形截面。[0041] 3.對(duì)含塔門塔筒段的有限元模型和不含塔門塔筒段的有限元模型進(jìn)行邊界約束和極限工況加載，進(jìn)行極限計(jì)算和線性屈曲計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出第一屈曲特征值和屈曲模態(tài)。[0042] 如圖4、圖5所示，對(duì)兩個(gè)模型的塔筒底法蘭的底部進(jìn)行自由度約束，將最危險(xiǎn)的極限工況下的載荷(彎矩最大的極限工況)即塔底中心三個(gè)方向的力與三個(gè)方向的力矩同時(shí)加載到底法蘭中心節(jié)點(diǎn)上，使此時(shí)塔門承受壓力最大，打開預(yù)應(yīng)力開關(guān)。將幾何剛度矩陣計(jì)入后續(xù)的線性屈曲計(jì)算中。極限計(jì)算完成后，進(jìn)行線性屈曲計(jì)算，將求解得到的結(jié)果輸入到有限元分析軟件后處理模塊，得到兩個(gè)有限元模型的第一階屈曲特征值和屈曲振型模態(tài)。[0043] 4.對(duì)所述的兩個(gè)有限元模型的材料進(jìn)行彈塑性參數(shù)設(shè)置、邊界約束，根據(jù)各有限元模型的第一階屈曲特征值確定各模型的二次加載載荷，按照各二次載荷分別對(duì)兩個(gè)有限元模型進(jìn)行加載，根據(jù)二次加載情況進(jìn)行非線性屈曲計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果分別確定各有限元模型的載荷比與位移關(guān)系的曲線。[0044] 具體地，基于IEC61400?6規(guī)范中的GMNIA方法，考慮幾何非線性和彈塑性材料非線性因素，在非線性屈曲中設(shè)置彈塑性參數(shù)，即在含塔門塔筒段的有限元模型和不含塔門塔筒段的有限元模型的材料屬性中添加對(duì)應(yīng)的屈服強(qiáng)度和切線模量。非線性屈曲計(jì)算時(shí)需要設(shè)置彈塑性參數(shù)，即在有限元前處理模塊設(shè)置材料屈服強(qiáng)度和切線模量，屈服強(qiáng)度依據(jù)材料不同厚度對(duì)應(yīng)屈服取值，切線模量統(tǒng)一取保守值(零值)。而在線性屈曲計(jì)算時(shí)不需要設(shè)置彈塑性參數(shù)，線性屈曲計(jì)算僅定義材料的彈性屬性即可，即彈性模量和泊松比及密度，沒法考慮彈塑性。[0045] 對(duì)塔筒底法蘭的底部進(jìn)行邊界約束，即直接約束兩個(gè)有限元模型塔筒底部節(jié)點(diǎn)所有自由度。在進(jìn)行線性屈曲計(jì)算和非線性屈曲計(jì)算時(shí)，對(duì)含塔門塔筒段的有限元模型和不含塔門塔筒段的有限元模型進(jìn)行邊界約束是有限元分析的前提，且針對(duì)線性屈曲計(jì)算和非線性屈曲計(jì)算時(shí)對(duì)這兩個(gè)有限元模型的邊界約束是一樣的。[0046] 根據(jù)各有限元模型的第一階屈曲特征值確定各模型的二次加載載荷，在兩個(gè)有限元模型塔底中心節(jié)點(diǎn)施加二次加載載荷，該二次載荷等于線性屈曲計(jì)算得到的第一階屈曲特征值與危險(xiǎn)極限工況下的載荷的乘積，載荷以斜坡的加載方式逐步加載到塔底中心節(jié)點(diǎn)上。在對(duì)兩個(gè)有限元模型進(jìn)行非線性屈曲計(jì)算時(shí)，設(shè)置100個(gè)子步，同時(shí)關(guān)閉自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)，打開大變形開關(guān)，采用弧長(zhǎng)積分法進(jìn)行迭代計(jì)算。在迭代求解過(guò)程中自動(dòng)調(diào)節(jié)增量步長(zhǎng)，跟蹤非線性屈曲平衡路徑全過(guò)程，最終求得使塔筒塔門段結(jié)構(gòu)開始變得不穩(wěn)定時(shí)的臨界載荷比，因其考慮了幾何非線性與材料非線性因素，使得計(jì)算得到的臨界屈曲載荷更接近結(jié)構(gòu)實(shí)際的臨界屈曲載荷。非線性屈曲計(jì)算完成后，在有限元分析軟件后處理模塊查看時(shí)間步長(zhǎng)開始下降點(diǎn)對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)位移結(jié)果，從其中提取位移最大的節(jié)點(diǎn)在整個(gè)時(shí)間步的位移變化，結(jié)合時(shí)間步長(zhǎng)繪制出兩個(gè)有限元模型的載荷比與位移關(guān)系曲線，如圖6、圖7所示。[0047] 5.根據(jù)含塔門塔筒段的有限元模型和不含塔門塔筒段的有限元模型的載荷比與位移關(guān)系曲線，得到兩個(gè)有限元模型的臨界載荷比，將這兩個(gè)有限元模型的載荷比比值，作為塔門的屈曲折減系數(shù)，即屈曲折減系數(shù)＝含塔門塔筒段的有限元模型臨界載荷比/不含塔門塔筒段有限元模型的臨界載荷比。[0048] 通過(guò)上述過(guò)程，建立含塔門和不含塔門兩種結(jié)構(gòu)形式的塔筒段三維幾何模型，將該模型導(dǎo)入有限元分析軟件，利用有限元分析軟件對(duì)該三維模型進(jìn)行有限元建模，對(duì)該有限元模型進(jìn)行非線性屈曲計(jì)算時(shí)，根據(jù)線性屈曲計(jì)算得到的第一階屈曲特征值和極限工況下計(jì)算得到的載荷，進(jìn)行二次載荷的加載，并對(duì)該有限元模型中的材料進(jìn)行彈塑性參數(shù)設(shè)置，同時(shí)考慮幾何非線性與材料非線性因素，采用積分法進(jìn)行計(jì)算，得到的臨界屈曲載荷更加貼近實(shí)際的臨界屈曲載荷，通過(guò)兩種有限元模型的臨界載荷比的比值確定屈曲折減系數(shù)，得到的塔門屈曲折減系數(shù)更加準(zhǔn)確，更接近實(shí)際的塔門模型。