7 Thiết kế về kết cấu 1 Quy định chung
7.6.2 Phân tích độ bền tới hạn
Hàm trạng thái giới hạn có thể được tách thành các hàm tải và hàm độ bền S và R sao cho điều kiện trở thành
γn.S(Fd) ≤ R(fd) (30)
Độ bền R thường tương ứng với các giá trị thiết kế tối đa cho phép của độ bền vật liệu, do đó R(fd) = fd, trong khi hàm S để phân tích giới hạn bền thường được định nghĩa là giá trị cao nhất của các đáp ứng kết cấu, do đó S(Fd) = Fd. Công thức sau đó trở thành
k m n k fF f γ γ γ ≤ 1. 1 (31)
Lưu ý rằng γn là kết quả của hệ số sự cố mà không được coi là hệ số an toàn của vật liệu.
Đối với mỗi thành phần tuabin gió được đánh giá và đối với mỗi trường hợp tải trong Bảng 2, khi việc phân tích độ bền giới hạn là thích hợp, điều kiện trạng thái giới hạn trong công thức (31) phải được kiểm tra so với trạng thái giới hạn tới hạn nhất, được xác định trên cơ sở có giới hạn biên tối thiểu. Trong các trường hợp tải liên quan đến dòng luồng xoáy khi cho trước một dải các tốc độ gió, xác suất vượt quá đối với tải đặc trưng phải được tính toán có xét đến phân bố tốc độ gió cho trong 6.3.1.1. Do nhiều tính toán tải sẽ cần đến các mô phỏng ngẫu nhiên trong khoảng thời gian giới hạn, tải đặc trưng xác định cho tần suất xuất hiện yêu cầu có thể lớn hơn giá trị bất kỳ tính được trong mô phỏng. Hướng dẫn tính toán các tải đặc trưng sử dụng dòng luồng xoáy được nêu trong Phụ lục F. Đối với DLC 1.1, giá trị tải đặc trưng được xác định bằng phép ngoại suy tải theo thống kê và tương ứng với xác suất vượt quá ít hơn hoặc bằng 3,8 x 10-7, đối với giá trị lớn nhất trong khoảng thời gian 10 min bất kỳ (tức là tần suất xuất hiện là 50 năm) cho các tình huống thiết kế bình thường.
Dữ liệu được sử dụng trong phương pháp ngoại suy được lấy ra từ chuỗi thời gian của các mô phỏng tuabin trong thời gian ít nhất 10 min trên phạm vi vận hành của tuabin đối với DLC 1.1. Yêu cầu tối thiểu 15 mô phỏng cho mỗi tốc độ gió từ (Vrated - 2 m/s) đến khi cắt và yêu cầu 6 mô phỏng cho mỗi tốc độ gió thấp hơn (Vrated - 2 m/s). Khi lấy dữ liệu, nhà thiết kế phải xem xét ảnh hưởng độc lập giữa các đỉnh trên phép ngoại suy và giảm thiểu sự phụ thuộc khi có thể. Nhà thiết kế phải tổng hợp dữ liệu và các phân bố xác suất để tạo thành một phân bố dài hạn nhất quán. Để đảm bảo ước lượng ổn định
các tải dài hạn, phải áp dụng tiêu chí hội tụ cho một phân vị xác suất nhỏ hơn mô hình dữ liệu đối với các phân bố vượt quá ngắn hạn hoặc dài hạn. Để được hướng dẫn, xem Phụ lục F.
Giá trị đặc trưng đối với các mômen trong mặt phẳng và ngoài mặt phẳng của cánh và độ lệch đầu cánh có thể được xác định bằng một qui trình đơn giản10. Sau đó, giá trị đặc trưng có thể được xác định bằng cách tính trung bình các cực trị đối với mỗi bin 10 min và sử dụng giá trị lớn nhất, nhân với hệ số ngoại suy 1,5, trong khi duy trì hệ số tải từng phần đối với phép ngoại suy tải theo thống kê, xem Bảng 3.
Đối với các trường hợp tải có các sự kiện trường gió xác định quy định, giá trị đặc trưng của tải phải là giá trị quá độ tính được cho trường hợp xấu nhất. Khi sử dụng dòng luồng xoáy, phải lấy giá trị trung bình trong số các tải tính được cho trường hợp xấu nhất đối với các thực hiện ngẫu nhiên 10 min khác nhau, ngoại trừ đối với DLC 2.1, 2.2 và 5.1, khi đó giá trị đặc trưng của tải phải là giá trị trung bình của một nửa các tải tối đa lớn nhất.