文 | 李剑波，李学旺，黄冬明

塔筒是风力发电机组重要的支撑部件，不仅承受着叶片、机舱、塔筒的重量，还承受着风轮旋转产生的交变载荷以及风载荷，其强度决定了整机的安全性。钢制塔筒的强度计算主要包括静强度、疲劳以及屈曲，而塔筒的安全性通常由疲劳或屈曲决定；发生屈曲时，塔筒本身的最大应力没有达到材料的屈服强度，即屈曲先于静强度破坏而发生，因此屈曲承载能力计算对于塔筒强度计算来说非常重要。

塔筒的承载能力与经济性是难以破解的一对矛盾，增大塔筒壁厚无疑可以提高塔筒的屈曲承载能力，但增大壁厚会导致塔筒重量急剧增加，经济性较差。那么如何提高塔筒的屈曲承载能力而又经济可行十分值得研究。本文将从理论和有限元分析两个方面来研究风力发电机组塔筒屈曲承载能力的提高方法。

塔筒稳定性理论分析

塔架结构属于细长杆，可以从材料力学的角度用欧拉理论来分析其可以承受的最大临界载荷。工程实际中，通常采用DIN标准对塔架屈曲承载的安全性进行计算。下面将分别从欧拉理论和DIN屈曲计算方法两个方面来研究塔架屈曲承载能力提高方法。

一、欧拉临界载荷

根据材料力学的知识可知，塔架可以简化为一端固定一端自由的细长杆。其欧拉临界压力为：

Fcr——欧拉临界压力、E——材料弹性模量、I——截面惯性矩、l——杆件长度

根据欧拉公式可知，塔架的屈曲承载能力与高度成反比，与弹性模量和截面惯性矩成正比。……