收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

强风作用下输电线塔结构塑性疲劳破坏机理研究

王锦文  
【摘要】: 高耸输电塔结构作为大型生命线工程的重要组成部分,风力是其主要的设计荷载。近年来输电线塔在强风作用下的倒塔破坏事件层出不穷,这不仅严重地影响着人们的生产建设,而且还会导致其它严重的次生灾害。因此,研究输电线塔结构在强风荷载作用下的倒塔破坏机理,确保风力作用下输电线路的正常工作,以及实时把握输电线塔结构的工作状态具有重要的工程意义。本文以汉江大跨越输电塔结构为研究背景,系统地研究了作用在输电线塔上的下击暴流强风荷载模型、输电线塔的非线性风振响应分析方法、输电塔杆件的塑性疲劳破坏模型、输电塔结构在强风荷载作用下的倒塔破坏过程以及长期风荷载作用下输电塔杆件的裂纹萌生疲劳寿命。 本文研究了输电塔线耦联体系有限元模型的建立方法,并提出用带初应力空间四节点索单元来模拟输电线。分析了塔线耦合体系的动力特性,研究了输电线对输电塔结构动力特性的影响。编写了输电塔线体系有限元模型的建立、静力分析、动力分析的一系列程序,解决了应用一些有限元软件计算繁琐、收敛速度慢、不能考虑自定义索单元等缺陷,成功实现了快速、准确地计算输电塔线耦合体系的静动力响应。并比较了输电线对输电塔结构风振响应的影响。 由于下击暴流强风荷载的作用是输电塔结构倒塔破坏的重要原因,在广泛研究下击暴流特征的基础上,本文提出了用确定性时变过程描述下击暴流平均风速、用调制非平稳随机过程描述下击暴流脉动风速的下击暴流力学模型,并提出了数值模拟下击暴流强风荷载时程的方法,为输电塔结构的分析和设计提供强风荷载模型。 通过对一批钢结构试件进行塑性范围内的等位移幅循环加载,测得不同位移幅值作用下试件的滞回曲线,统计了不同位移幅值循环加载时的极限循环次数和极限耗能,并研究了低周疲劳循环过程中杆件刚度变化的规律。鉴于目前广泛应用的破坏准则的一些缺陷,在钢杆件低周疲劳试验的基础上,提出了输电塔结构杆件基于塑性疲劳(s-n)曲线的破坏模型,改进了目前应用的一些破坏准则的缺陷。 本文研究了输电线塔结构在下击暴流强风荷载作用下的弹塑性动力分析方法,并结合本文提出的基于塑性疲劳(s-n)曲线的破坏模型,仿真了输电线塔结构在下击暴流强风作用下的倒塔破坏过程,为输电塔结构破坏机理和破坏过程的研究奠定了基础。 本文建立了风力作用下输电塔结构安全预警中裂纹萌生疲劳寿命评估方法。通过“安全预警系统实时识别作用在输电塔结构上的实时风荷载…-实时求取风荷载作用下结构构件的应力响应时程——基于Miner疲劳累积损伤准则利用雨流计数法计算各构件的实际风致疲劳累积损伤”和“不在线确定结构所在地按其强度归类的风荷载等级——统计不同等级风荷载在每年内出现的概率特性及其样本——估算结构各构件在剩余时间中的疲劳累积损伤”的方法来估算结构杆件的裂纹萌生疲劳寿命。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈远洪;浅谈雷暴天气的下击暴流对飞行安全的危害[J];山西气象;1995年01期
2 黄斌,唐家祥;大跨越自立式高压输电塔风振控制[J];特种结构;1997年03期
3 傅鹏程,邓洪洲,吴静;输电塔结构动力特性研究[J];特种结构;2005年01期
4 李春祥;李锦华;于志强;;输电塔线体系抗风设计理论与发展[J];振动与冲击;2009年10期
5 邹波;下击暴流的特征及研究[J];中国民航学院学报;2002年03期
6 黄斌,唐家祥;大跨越输电塔结构风振控制[J];噪声与振动控制;1997年05期
7 赵树海;;飞机起落安全的大敌—下击暴流[J];飞行力学;1991年04期
8 马朋;;基于FLUENT的下击暴流风场的数值模拟[J];山西建筑;2010年33期
9 徐可;;一种简化的下击暴流工程模型[J];飞行力学;1992年01期
10 何涛;敖翔;谢强;李杰;;输电塔风荷载反演实例研究[J];福州大学学报(自然科学版);2005年S1期
11 祝贺;;输电塔结构风力功率谱随机振动分析[J];吉林电力;2007年02期
12 宋亚军;戴鸿哲;王伟;袁平;;输电塔塔-线体系风振反应分析[J];自然灾害学报;2007年04期
13 王楠;刘黎平;仲凌志;;一次下击暴流天气的多普勒雷达资料分析[J];南京信息工程大学学报(自然科学版);2009年03期
14 瞿伟廉;王锦文;谭亚伟;汪震;;基于疲劳累积损伤的输电塔结构剩余寿命估算[J];武汉理工大学学报;2007年01期
15 顾明;郑远海;张庆华;;典型输电塔平均风荷载和响应研究[J];中国工程机械学报;2008年01期
16 尹鹏;李黎;胡亮霞;陈元坤;;橡胶铅芯阻尼器控制下输电塔风振系数研究[J];水电能源科学;2009年01期
17 祝贺;;基于修正冯—卡门谱输入的输电塔结构脉动风数值模拟[J];华东电力;2009年10期
18 祝贺;王金岭;裴延学;;修正Von-karman谱输入的输电塔结构脉动风数值模拟[J];吉林电力;2009年05期
19 祝贺;;利用时域数据的输电塔结构损伤神经网络评估法[J];浙江电力;2009年05期
20 邓洪洲;司瑞娟;吴昀;;输电塔的风振系数计算与程序设计[J];特种结构;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刁秀广;赵振东;高慧君;姜鹏;;下击暴流雷达回波特征及临近预警[A];第27届中国气象学会年会灾害天气研究与预报分会场论文集[C];2010年
2 王楠;;一次下击暴流天气的多普勒雷达资料分析[A];第26届中国气象学会年会灾害天气事件的预警、预报及防灾减灾分会场论文集[C];2009年
3 浦燕鸿;刘火胜;;荆州市一次湿微下击暴流的多普勒雷达回波特征分析[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(下册)[C];2004年
4 赵志军;蔡国盛;;西安咸阳国际机场低空风切变天气过程统计与分析[A];中国气象学会2006年年会“航空气象探测、预报、预警技术进展”分会场论文集[C];2006年
5 毕旭;刘勇;刘子林;;陕西中部一次下击暴流的多普勒雷达回波特征[A];中国气象学会雷达气象学与气象雷达委员会第二届学术年会文集[C];2006年
6 刘伟;杜丽娅;吴丽敏;吉振习;徐巧真;刘平;;2010年5月29日强对流天气过程分析[A];天气、气候与可持续发展——河南省气象学会2010年年会论文集[C];2010年
7 张怡;吴俊祥;赵志宇;朱博;闫研;;豫东地区6.3与7.17两次致灾大风雷达资料对比[A];第28届中国气象学会年会——S3天气预报灾害天气研究与预报[C];2011年
8 区志中;黄奕铭;;广州新白云机场低空风切变的变化特征及其影响[A];中国气象学会2006年年会“航空气象探测、预报、预警技术进展”分会场论文集[C];2006年
9 张雪民;高省莉;;三门峡市2006年“5.26”、“6.25”两次下击暴流天气过程诊断分析[A];中国气象学会2006年年会“气象雷达及其应用”分会场论文集[C];2006年
10 武麦凤;张弘;王旭仙;安中浩;;一次下击暴流过程的多普勒天气雷达特征分析[A];中国气象学会2008年年会天气预报准确率与公共气象服务分会场论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王锦文;强风作用下输电线塔结构塑性疲劳破坏机理研究[D];武汉理工大学;2008年
2 李艳;实际下击暴流近地风场混合数值模拟研究[D];武汉理工大学;2012年
3 李朝;近地湍流风场的CFD模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 赵杨;突变风实验模拟与荷载特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 李朝;近地湍流风场的CFD模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 汪志昊;自供电磁流变阻尼器减振系统与永磁式电涡流TMD的研制及应用[D];湖南大学;2011年
7 史世伦;特高压输电塔结构稳定性理论及试验研究[D];重庆大学;2010年
8 程睿;高耸输电塔钢桁架节点静力性能及设计方法研究[D];重庆大学;2010年
9 白凤龙;空间变化地震动激励下大跨度结构的反应研究[D];大连理工大学;2010年
10 陈俊旗;自立式输电塔线体系关键问题研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙登坤;考虑损伤的输电塔整体结构安全评定[D];武汉理工大学;2011年
2 祝肖斐;考虑焊接残余应力的输电塔节点板应力场的多尺度分析[D];武汉理工大学;2010年
3 王翼飞;基于ARPS模式的下击暴流数值模拟[D];武汉理工大学;2010年
4 王亮;输电塔结构风致倒塔分析[D];武汉理工大学;2011年
5 邢月龙;500kV同塔多回输电塔的风荷载研究[D];浙江大学;2012年
6 李健群;基于WRF模式的下击暴流数值模拟[D];武汉理工大学;2009年
7 徐永波;输电塔法兰联接节点螺栓松动等效模型及风振响应分析[D];武汉理工大学;2007年
8 梅波勇;输电塔法兰联接节点螺栓脱落损伤诊断的试验研究[D];武汉理工大学;2008年
9 江治财;输电塔压杆失稳及失稳后状态的识别[D];武汉理工大学;2011年
10 曾程;大跨越输电塔结构极限承载力分析[D];同济大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 李春生;雷雨季节飞行当心下击暴流[N];中国气象报;2004年
2 褚万江 曾晓伟 陈敬农;新一代天气雷达通过验收[N];中国气象报;2000年
3 本报记者 陈张;多普勒雷达之谜[N];桂林日报;2005年
4 张庆阳;国外气象雷达发展动向与趋势[N];中国气象报;2005年
5 本报通讯员 胡芳玉;城市,让我为你提升幸福指数[N];中国气象报;2011年
6 李春生;雷暴,航空飞行的天敌[N];中国气象报;2004年
7 矫梅燕;以需求为驱动以服务为目的 不断拓展业务服务领域[N];中国气象报;2007年
8 刘立成;志愿者,撒播气象科普的种子[N];中国气象报;2003年
9 本报记者 曾居仁;罪魁祸首是飑线[N];中国气象报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978