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《中国科学技术大学》 2017年
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螺栓滑移对输电塔线体系的风振响应影响研究

赵秀珍  
【摘要】:输电线路是我国电网的大动脉,为国计民生提供坚强的后盾。输电塔线体系拥有大跨、高柔等特点,在强风、地震、冰冻雨雪等自然条件下,输电塔极易发生倒塔破坏。其中,与输电线之间的耦合作用,使得塔线体系的动态特性、风振响应更加复杂,相关的深入研究可以为输电线路的设计提供参考。本文以课题组承担的某实际工程项目中的ZM-11猫头型单回路输电塔为背景,针对其塔线体系的动态特性以及风振响应进行研究。论文的主要内容包括:(1)风场模拟介绍了脉动风速的基本特性以及线性滤波法中的自回归模型(AR)。基于此模型,给出了利用MATLAB软件模拟的具有空间相关性的给定Davenport谱的脉动风速时程曲线的步骤,并将风速时程通过FFT变换所获得的谱与目标功率谱进行对比,验证了此种模拟方法的合理性和有效性。在此基础上,通过风速与风荷载的转换关系式得到风荷载时程曲线,以此来计算输电塔线体系的风振响应。(2)输电塔线体系的有限元建模及动态特性分析课题组针对输电塔中典型的螺栓接头,包括单螺栓、双螺栓、三螺栓连接接头进行了轴向拉伸试验,得到相应的位移-载荷曲线。基于ANSYS建立了螺栓连接的三维有限元模型,得到的位移-载荷曲线与试验结果作对比,利用相关的模拟参数,模拟得到塔腿与塔腿螺栓连接的位移-载荷曲线。利用非线性弹簧单元将位移-载荷曲线引入整塔的有限元模型中,建立考虑螺栓滑移的有限元模型。比较滑移模型与两种不考虑螺栓连接影响的传统有限元模型的模拟结果,验证了滑移模型的数值计算更接近试验测量结果。以这三种模型为基础,建立相应的输电塔线耦合体系,其中包括单塔双线和双塔三线体系,对其进行模态分析研究其动态特性,并提出螺栓滑移对输电塔及其塔线体系的动态特性的影响规律。(3)输电塔线体系的风振响应有限元分析考察了垂直输电线方向不同风速作用下输电塔线体系的时域响应,得出风速、塔线耦合效应以及螺栓滑移对输电塔风振响应的位移、加速度均方根的影响。通过对比拟静力风载作用下的杆件内力,研究风载作用下螺栓滑移对输电塔线体系动态响应内力方面的影响。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM75

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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