本发明总体说来涉及风电技术领域，更具体地讲，涉及一种确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的方法和装置。
背景技术：
风电机组是能够将大自然的风能转换成电能的机组。塔架是风电机组的主要支撑部件，塔架结构的安全可靠性是确保风电机组正常工作的关键因素之一。目前，塔架结构通常由多个小段钢板焊接而成，由于焊接结构和焊缝空间布置特点会产生应力集中，且在长期随机载荷作用下，易发生疲劳破坏，使得塔架环焊缝成为塔架结构的疲劳强度薄弱部位。
在现有的塔架环焊缝的疲劳分析中，通常考虑在单一载荷分量下的疲劳强度，且通常采用马尔科夫矩阵进行计算。以陆上风电机组为例，某单一载荷分量对塔架环焊缝的疲劳起主导作用，因此，通常采用这种现有的疲劳分析方法对塔架环焊缝进行疲劳分析。然而，这种考虑单一载荷分量采用马尔科夫矩阵进行塔架环焊缝的疲劳分析的方法，难以全面准确的评估多载荷分量下的疲劳损伤。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的方法和装置，通过对疲劳时序载荷进行投影，并结合不同方向的载荷作用下的应力来准确的计算塔架环焊缝的疲劳损伤。
本发明的一方面提供一种确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的方法，所述方法包括：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；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；对所述应力和所述投影序列载荷进行通道合并，以得到应力时间历程；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。
可选地，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的步骤包括：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。
可选地，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的步骤包括：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。
可选地，对所述应力和所述投影序列载荷进行通道合并，以得到应力时间历程的步骤包括：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。
可选地，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的步骤包括：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。
可选地，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。
可选地，所述方法还包括：通过将所述疲劳损伤设置为1来计算疲劳强度安全系数。
本发明的另一方面还提供一种确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的装置，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，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。
可选地，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。
可选地，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。
可选地，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。
可选地，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。
可选地，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。
可选地，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。
本发明的另一方面还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的方法。
本发明的另一方面还提供一种计算装置，包括：处理器；存储器，用于存储当被处理器执行使得处理器执行如上所述的确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的方法的计算机程序。
本发明的确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的方法和装置，通过对疲劳时序载荷进行投影，并结合不同方向的载荷作用下的应力来准确的计算塔架环焊缝的疲劳损伤，有效节省了计算时间，尤其适用于评估海上风电机组在风浪异向载荷作用下的塔架环焊缝的疲劳损伤。此外，本发明的确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的方法和装置还结合工程算法合理计算出不同方向的载荷作用下的应力。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1示出根据本发明的实施例的确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的方法的流程图；
图2示出根据本发明的实施例的载荷投影示意图；
图3示出根据本发明的实施例的应力-寿命曲线的示意图；
图4示出根据本发明的实施例的第一投影序列载荷的变化谱的示例的示图；
图5示出根据本发明的实施例的应力时间历程的示例的示图；
图6示出根据本发明的实施例的雨流计算结果的示例的示图；
图7示出根据本发明的实施例的确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的装置的框图。
具体实施方式
现在，将参照附图更充分地描述不同的示例实施例，其中，一些示例性实施例在附图中示出。
下面参照图1至图7描述根据本发明的实施例的确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的方法和装置。
图1示出根据本发明的实施例的确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的方法的流程图。
在步骤s10，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。
作为示例，可依据din18800标准中的塔架应力计算的工程算法，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。
作为示例，不同方向的预定单位载荷可包括：gl规范中的塔架坐标系的x轴方向的单位载荷、y轴方向的单位载荷和z轴方向的单位载荷。
在步骤s10的一个实施例中，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。
优选地，x轴方向的抗弯截面系数等于y轴方向的抗弯截面系数。
作为示例，第一应力smx通过等式(1)计算得到：
其中，m1x为x轴方向的预定单位弯矩载荷，wx为x轴方向的抗弯截面系数。
作为示例，第二应力smy通过等式(2)计算得到：
其中，m1y为y轴方向的预定单位弯矩载荷，wy为y轴方向的抗弯截面系数。
作为示例，第三应力sfz通过等式(3)计算得到：
其中，f1z为z轴方向的预定单位力载荷，a为塔架环焊缝的横截面面积。
在步骤s20，提取预定工况下的不同方向中的每个方向上的疲劳时序载荷。
作为示例，可采用ghbladed软件提取预定工况下的x轴方向上的疲劳时序载荷、y轴方向上的疲劳时序载荷和z轴方向上的疲劳时序载荷。
疲劳时序载荷可为随时间变化的疲劳载荷。
以海上风电机组为例，考虑风浪异向(风和波浪的入射方向不同)引起的载荷不确定，即疲劳计算中不再是单一载荷分量起主导作用，考虑风浪异向后，对疲劳起主导作用的有可能是y轴方向上的疲劳时序载荷、也有可能是x轴方向上的疲劳时序载荷，也有可能是x轴方向上的疲劳时序载荷、y轴方向上的疲劳时序载荷和z轴方向上的疲劳时序载荷的组合。因此，现有的采用单一载荷分量计算塔架环焊缝疲劳损伤，得到的计算结果不准确，本实施例基于疲劳时序载荷可以准确计算出塔架环焊缝的疲劳损伤，并确定出对塔架环焊缝疲劳起主导作用的载荷分量。
可以理解，预定工况可包括iec61400-1和iec61400-3中规定的疲劳计算的各个工况。作为示例，预定工况可包括依据风速、湍流强度、海况等条件划分的不同工况，但本发明不限于此。
在步骤s30，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。
可以理解，塔架是通过很多小段塔节焊接而成，单个环焊缝截面的俯视图是一个圆环，从而得到塔架圆周方向。图2示出根据本发明的实施例的载荷投影示意图。参照图2，投影面为bd面，塔架环焊缝最大应力发生在a位置或者c位置，当预定投影角度θ变化时可以得到在塔架圆周的不同方向上的投影载荷，进而得到不同位置的疲劳损伤。
作为示例，可采用ghbladed软件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，得到塔架圆周的不同方向上的投影序列载荷。
在步骤s30的一个实施例中，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任一时刻的x轴的疲劳时序载荷与预定投影角度的余弦值相乘的结果相加，以得到在任一时刻的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。
可选择地，将任一时刻的y轴的疲劳时序载荷与预定投影角度的余弦值相乘的结果和任一时刻的x轴的疲劳时序载荷与预定投影角度的正弦值相乘的结果相减，以得到在任一时刻的y轴投影载荷；将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。
可选择地，将任一时刻的z轴的疲劳时序载荷作为在任一时刻的z轴投影载荷；将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。
作为示例，在塔架圆周方向上的预定投影角度θ可为：0≤θ≤2π。
作为示例，t时间段内的t1时刻的在预定投影角度θ方向的x轴投影载荷mx′(θ，t1)通过等式(4)得到：
mx′(θ，t1)＝my(t1)sinθ+mx(t1)cosθ(4)，
其中，my(t1)为t1时刻的y轴的疲劳时序载荷，mx(t1)为t1时刻的x轴的疲劳时序载荷。
作为示例，t时间段内的t1时刻的y轴投影载荷my′(θ，t1)通过等式(5)得到：
my′(θ，t1)＝my(t1)cosθ-mx(t1)sinθ(5)，
作为示例，t时间段内的t1时刻的z轴投影载荷fz′(θ，t1)通过等式(6)得到：
fz′(θ，t1)＝fz(t1)(6)，
其中，fz(t1)为t1时刻的z轴的疲劳时序载荷。
可以理解，在上述投影过程中，z轴保持不变。并且，在塔架圆周的除预定投影角度θ方向之外的其他方向的载荷对塔架环焊缝产生切应力，对环焊缝疲劳影响很小。
在步骤s40，对应力和投影序列载荷进行通道合并，以得到应力时间历程。
应力时间历程可为应力随时间的变化关系。作为示例，可采用ghbladed软件对应力和投影序列载荷进行通道合并，得到应力时间历程。
在步骤s40的一个实施例中，将第一应力与第一投影序列载荷相乘的结果、第二应力与第二投影序列载荷相乘的结果、以及第三应力和第三投影序列载荷相乘的结果相加，以得到应力时间历程。
作为示例，t时间段内的应力时间历程s(θ，t)通过等式(7)得到：
s(θ，t)＝mx′(θ，t)×smx+my′(θ，t)×smy+fz′(θ，t)×sfz(7)，
其中，mx′(θ，t)为t时间段内的第一投影序列载荷，my′(θ，t)为t时间段内的第二投影序列载荷，fz′(θ，t)为t时间段内的第三投影序列载荷。
在步骤s50，基于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。
作为示例，可通过bladed仿真计算软件获得预定载荷工况频率表，预定载荷工况频率表可包括稳态工况每年发生的时间、瞬态工况每年发生的次数、海上风力发电机组的使用寿命、载荷工况的频率等。
在步骤s50的一个实施例中，对应力时间历程和预定载荷工况频率进行雨流统计计算，以得到雨流计算结果；使用雨流计算结果和预定应力-寿命曲线(即，s-n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。本领域技术人员可以明了，雨流统计计算为疲劳寿命计算领域中常用的统计方法，因此这里不做详细描述。
作为示例，雨流计算结果可包括：应力区间数、应力对应循环次数和应力变化范围。
图3示出根据本发明的实施例的应力-寿命曲线的示意图，iiw为国际焊接学会标准。参照图3，应力-寿命曲线可依据en1993-1-9-2005eurocode3钢结构的疲劳标准得到。
作为示例，可通过以下等式(8)确定塔架环焊缝的截面在塔架圆周方向上的疲劳损伤：
其中，d为疲劳损伤，ni为应力对应循环次数，δσi为应力变化范围，δσd为应力-寿命曲线拐点对应的疲劳强度，nd为应力-寿命曲线拐点对应的应力循环次数，γm为材料分项系数，scf为应力集中系数，srf为疲劳强度安全系数，m为应力-寿命曲线斜率的倒数，nf为应力区间数(即，应力幅值)，i为大于或等于1且小于或等于应力区间数的整数。
当δσi×γm×scf≥δσd时，m＝3；当δσi×γm×scf＜δσd时，m＝5。
以某一环焊缝为例：环焊缝疲劳等级为80，计算得到δσd为56.8mpa，假定某一时刻nf为10mpa，ni为1×106，γm为1.265，srf为1，scf为1，nd为5×106，将上述参数代入等式(8)计算出该时刻的环焊缝疲劳损伤d为0.002209。接着，通过该方法计算出使用寿命期内环焊缝疲劳损伤之和(即，疲劳累积损伤)，要求25年的使用寿命期的疲劳累积损伤小于1。
此外，所述方法还包括：通过将疲劳损伤设置为1来计算疲劳强度安全系数srf。
也就是说，结合上述等式(8)将疲劳损伤设置为1，来计算疲劳强度安全系数srf。
作为示例，可通过调整疲劳强度安全系数srf的大小使得25年的使用寿命期的疲劳累积损伤等于1，此时srf的取值为环焊缝疲劳强度安全系数，疲劳强度安全系数srf应大于或者等于1。
可以理解，通过调整预定投影角度可以得到塔架圆周的不同方向上的疲劳损伤，从而能够准确计算出最大疲劳损伤发生的位置。
下面结合图4至图6来详细描述根据本发明的实施例的确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的方法的具体示例。
作为示例，x轴方向的抗弯截面系数wx和y轴方向的抗弯截面系数wy均为2m3，塔架环焊缝的横截面面积a为2m2，x轴方向的预定单位弯矩载荷m1x为1knm，y轴方向的预定单位弯矩载荷m1y为1knm，z轴方向的预定单位力载荷f1z为1kn。
通过上述等式(1)计算第一应力smx，得到第一应力smx为：500pa；通过上述等式(2)计算第二应力smy，得到第二应力smy为：500pa；通过上述等式(3)计算第三应力sfz，得到第三应力sfz为：500pa。
采用ghbladed软件提取设计载荷工况(例如，dlc1.2)下的随时间t变化的x轴方向上的疲劳时序载荷mx(t)、y轴方向上的疲劳时序载荷my(t)和z轴方向上的疲劳时序载荷fz(t)。
当t＝1s、mx(1s)＝1000n、my(t)＝1000n、θ＝30°时，通过上述等式(4)和等式(5)计算得到：
当t＝1s、mx(1s)＝1000n、my(t)＝1000n、θ＝45°时，通过上述等式(4)和等式(5)计算得到：
my′(45°，1s)＝my(1s)cos45°-mx(1s)sin45°＝0。
图4示出根据本发明的实施例的第一投影序列载荷的变化谱的示例的示图。参照图4，时间段为0s到600s、θ＝30°。
通过上述等式(7)计算环焊缝的应力时间历程。图5示出根据本发明的实施例的应力时间历程的示例的示图。
然后，进行雨流统计计算，作为示例，在雨流统计计算时，可按照预定工况频率表对使用寿命(例如，25年)、不同疲劳工况和不同工况发生时间等进行填写。图6示出根据本发明的实施例的雨流计算结果的示例的示图。
最后，使用雨流计算结果和预定应力-寿命曲线，结合上述等式(8)确定塔架环焊缝的截面在塔架圆周方向上的疲劳累积损伤。
可以理解，对于海上风电机组来说，由于冰、浪等复杂条件的影响，尤其在风浪异向时，采用本发明的实施例的方法可以全面准确的评估风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤。
下面结合图7来详细描述本发明的实施例的确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的装置。
图7示出根据本发明的实施例的确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的装置的框图。
参照图7，根据本发明的实施例的确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的装置包括：计算单元100、提取单元200、投影单元300、通道合并单元400和确定单元500。
计算单元100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。
作为示例，可依据din18800标准中的塔架应力计算的工程算法，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。
作为示例，不同方向的预定单位载荷包括：gl规范中的塔架坐标系的x轴、y轴和z轴方向的单位载荷。
在一个实施例中，计算单元100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。
优选地，x轴方向的抗弯截面系数等于y轴方向的抗弯截面系数。
作为示例，计算单元100可通过上述等式(1)计算第一应力，可通过上述等式(2)计算第二应力，可通过上述等式(3)计算第三应力。
提取单元200提取预定工况下的不同方向中的每个方向上的疲劳时序载荷。
疲劳时序载荷可为随时间变化的疲劳载荷。
作为示例，提取单元200可采用ghbladed软件提取预定工况下的x轴方向上的疲劳时序载荷、y轴方向上的疲劳时序载荷和z轴方向上的疲劳时序载荷。
可以理解，预定工况可包括iec61400-1和iec61400-3中规定的疲劳计算的各个工况。作为示例，预定工况可包括依据风速、湍流强度、海况等条件划分的不同工况，但本发明不限于此。
投影单元300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。
作为示例，投影单元300可采用ghbladed软件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，得到塔架圆周的不同方向上的投影序列载荷。
在一个实施例中，投影单元300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任一时刻的x轴的疲劳时序载荷与预定投影角度的余弦值相乘的结果相加，以得到在任一时刻的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。可选择地，投影单元300将任一时刻的y轴的疲劳时序载荷与预定投影角度的余弦值相乘的结果和任一时刻的x轴的疲劳时序载荷与预定投影角度的正弦值相乘的结果相减，以得到在任一时刻的y轴投影载荷；将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。可选择地，投影单元300将任一时刻的z轴的疲劳时序载荷作为在任一时刻的z轴投影载荷；将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。
作为示例，在塔架圆周方向上的预定投影角度θ可为：0≤θ≤2π。
作为示例，投影单元300可通过上述等式(4)计算x轴投影载荷，可通过上述等式(5)计算y轴投影载荷，可通过上述等式(6)计算z轴投影载荷。
通道合并单元400对应力和投影序列载荷进行通道合并，以得到应力时间历程。
应力时间历程可为应力随时间的变化关系。
作为示例，通道合并单元400可采用ghbladed软件对应力和投影序列载荷进行通道合并，得到应力时间历程。
在一个实施例中，通道合并单元400将第一应力与第一投影序列载荷相乘的结果、第二应力与第二投影序列载荷相乘的结果、以及第三应力和第三投影序列载荷相乘的结果相加，以得到应力时间历程。
作为示例，通道合并单元400可通过上述等式(7)计算t时间段内的应力时间历程。
确定单元500基于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。
作为示例，确定单元500可通过bladed仿真计算软件获得预定载荷工况频率表，预定载荷工况频率表可包括稳态工况每年发生的时间、瞬态工况每年发生的次数、海上风力发电机组的使用寿命、载荷工况的频率等。
在一个实施例中，确定单元500对应力时间历程和预定载荷工况频率进行雨流统计计算，以得到雨流计算结果；使用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。
作为示例，雨流计算结果可包括：应力区间数、应力对应循环次数和应力变化范围。
作为示例，确定单元500可通过以下等式(8)确定塔架环焊缝的截面在塔架圆周方向上的疲劳损伤。
此外，确定单元500还通过将疲劳损伤设置为1来计算疲劳强度安全系数。
也就是说，确定单元500结合上述等式(8)将疲劳损伤设置为1，来计算疲劳强度安全系数。
此外，根据本发明的实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的方法。
此外，根据本发明的实施例还提供一种计算装置。所述计算装置可包括：处理器和存储器；所述存储器用于存储当被处理器执行使得处理器执行如上所述的确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的方法的计算机程序。
此外，本发明的实施例的确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的方法和装置，通过对疲劳时序载荷进行投影，并结合不同方向的载荷作用下的应力来准确的计算塔架环焊缝的疲劳损伤，有效节省了计算时间，尤其适用于评估海上风电机组在一种或者多种载荷作用下的塔架环焊缝的疲劳损伤。此外，还结合工程算法合理计算出不同方向的载荷作用下的应力。
此外，应该理解，根据本发明示例性实施例的确定风电机组的塔架环焊缝的疲劳损伤的装置中的各个单元可被实现硬件组件和/或软件组件。本领域技术人员根据限定的各个单元所执行的处理，可以例如使用现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic)来实现各个单元。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。