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试议动力格构式塔架风雨致振动响应科研方法和

收藏本文 2024-03-08 点赞:5160 浏览:12985 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:输电塔属于高耸柔性结构,跨越距离长,在风、雨、覆冰荷载作用下的动响应十分显著。目前输电塔的探讨工作主要集中在抗风抗震方面,抗风雨、抗覆冰等探讨还处在初期进展阶段。由于塔线系统耦合作用的复杂性,对其风、雨、覆冰响应的探讨尚缺乏全面地认识。通过数值浅析探讨输电塔线耦合系统在复杂环境荷载下的动响应特性仍是最为经济和有效的手段。本论文针对风、雨、覆冰等环境荷载激励作用下倒塔事故频发的现实情况,主要探讨内容为:首先,考虑输电塔线结构体型特点、平均风剖面变化、功率谱能量特性与相干性等影响因素,通过谐波叠加法,对塔线结构进行了脉动风速模拟,并以Kaimal谱为谱模型生成脉动风;结合脉动风速模拟提出一种雨激励的模拟策略,计算出在一定风速情况下雨的冲击力;结合Chaine和Skeate S模型,考虑降雨的分类,模拟了输电塔线系统不同厚度的覆冰荷载;其次,分别建立输电单塔和导地线的精细化有限元模型并对其进行了动力特性浅析,在此基础上建立了“三塔两跨”输电塔线系统的有限元浅析模型,并浅析其动力特性;最后,在风单独作用与风、雨、覆冰组合作用下,分别探讨了输电单塔和塔线系统的动力响应特性,浅析了塔顶位移和塔腿轴力时程响应的分布规律以及位移、加速度的功率谱变化,探讨不同环境荷载组合作用下,塔线耦联系统中导线和塔之间能量传递规律;对塔腿及导地线进行了强度计算,浅析倒塔事故原因。探讨结果表明,输电塔线结构设计中应该考虑塔线耦联系统作用的影响,且风、雨、覆冰组合激励动力响应浅析结果较风单独激励浅析结果显著增大。关键词:输电塔线系统论文环境荷载论文动力特性论文动力响应论文功率谱密度论文

    摘要5-6

    Abstract6-10

    第一章 绪论10-19

    1.1 探讨的必要性10-14

    1.2 输电塔线结构系统的论述探讨近况14-17

    1.3 目前输电塔架系统动力响应的论述探讨方面有着的不足17-18

    1.4 本论文要解决的不足18-19

    第二章 输电塔线系统环境荷载特点与数值模拟19-29

    2.1 风荷载模型20-23

    2.1.1 风速的表达20-21

    2.1.2 风的数值模拟21-23

    2.2 雨荷载模型23-27

    2.2.1 雨的类别23

    2.2.2 降雨的谱分布23-24

    2.2.3 雨滴数密度24-25

    2.2.4 降雨占有率25

    2.2.5 雨滴末速度25-26

    2.2.6 雨滴冲击力26-27

    2.3 覆冰模型27-28

    2.3.1 Chaine 和 Skeate S 模型27-28

    2.3.2 覆冰厚度与导线悬挂高度的联系28

    2.3.3 导线悬挂高度与覆冰厚度的联系28

    2.4 本章小结28-29

    第三章 输电塔线结构有限元建模及其动力特性浅析29-44

    3.1 输电塔线结构主要参数29-30

    3.2 单元的选择30-31

    3.2.1 输电塔单元30

    3.2.2 导(地)线单元30-31

    3.2.3 绝缘子单元31

    3.3 有限元模型31-35

    3.3.1 输电塔单塔有限元模型31

    3.3.2 导(地)线找形31-35

    3.4 边界条件35

    3.5 动力特性浅析35-43

    3.5.1 输电塔的动力特性浅析35-37

    3.5.2 索的动力特性浅析37-39

    3.5.3 输电塔线系统模型建立及其动力特性浅析39-43

    3.6 本章小结43-44

    第四章 输电塔线系统动力响应浅析44-66

    4.1 输电塔线系统的风荷载模拟生成44-48

    4.2 降雨力的计算48-49

    4.3 输电塔线系统覆冰计算结果49

    4.4 输电单塔拟静力浅析49-50

    4.5 输电单塔动力浅析50-54

    4.6 输电塔线系统动力浅析54-63

    4.6.1 顺导线方向输电塔线系统风致动力响应54-55

    4.6.2 垂直导线方向风雨荷载下输电塔线系统动力响应55-61

    4.6.3 三塔两线覆冰输电塔线系统的风致动力响应浅析61-63

    4.7 强度浅析63-65

    4.8 本章小结65-66

    第五章 输电塔结构谱浅析66-72

    5.1 谱浅析定义及其分类66

    5.2 谱浅析策略66-67

    5.3 输电单塔风雨荷载下响应谱浅析67-71

    5.4 本章小结71-72

    第六章 结论与展望72-74

    6.1 结论72

    6.2 展望72-74

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