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《大连理工大学》 2008年
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输电塔—线体系的风致动力稳定性分析

李庆伟  
【摘要】: 输电塔-线体系是重要的生命线工程。输电塔-线体系兼有高柔、大跨等特点,具有非常强的几何非线性,对风荷载非常敏感。风荷载是输电塔结构的主要设计荷载,风荷载作用下输电塔结构的动态侧倾失稳是输电线路经常发生的破坏形式之一。对风作用下输电塔结构的失稳破坏进行研究有着十分重要的意义。 脉动风荷载作用下输电塔-线体系的稳定性为非线性动力稳定性,由于时间参数的引入和输入的不确定性,不仅远比静荷载作用下复杂,也比一些简单形式的动荷载(如周期荷载、冲击荷载和阶跃荷载等)作用下复杂。 目前,国内外学者对于结构动力稳定性研究的主要成果,多集中于简单荷载作用下的自由度较少的简单构件,对于诸如输电塔这种复杂结构的动力稳定性研究并不多见。本文采用动态增量法(IDA)结合Budiansky-Roth准则及位移相等准则,基于ANSYS的非线性屈曲分析和时程分析模块,对沈阳某75.9m的输电塔线结构的抗风动力稳定性进行了研究。 本文主要工作分为以下几个部分: 首先,根据风的基本特性和输电塔-线体系的几何特征,利用谐波叠加法模拟了适合输电塔-线体系动力分析的脉动风速时程; 然后,本文基于有限元软件ANSYS的结构分析模块,采用APDL语言,以BEAM188单元模拟输电塔杆件,建立了输电塔有限元模型,在考虑材料和几何双重非线性的情况下,对该输电塔进行了模态分析、非线性屈曲分析和不同强度水平脉动风激励下的时程分析,根据得到结果,采用动态增量法(IDA)结合Budiansky-Roth准则及位移相等准则对该输电塔的静、动力稳定性进行了分析。 最后,根据索结构的悬链线方程计算求得导、地线初始形状,采用LINK10单元对导线进行模拟,进而建立了“三塔两线”的更为精细化的输电塔-线体系空间有限元模型;并对建立的有限元模型进行了模态分析和动力时程分析,比较了导线对输电塔结构动力特性及动力响应的影响;然后,根据动态增量法(IDA)结合Budiansky-Roth准则对输电塔-线体系的动力稳定性进行了分析。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TU347

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