导线舞动及锚土耦合作用下拉线塔的动力学响应研究
发布时间：2021-08-26 15:08
本文研究了一种新型快装输电塔在覆冰导线舞动载荷作用下的动力学响应,验证了其具有抵抗舞动载荷破坏的能力。主要研究内容如下:1.研究了LGJ240/40钢芯铝绞线的力学特性。在ANSYS中建立了钢芯铝绞线的有限元模型:用曲梁单元离散内部绞线,并在各绞线间定义接触。用该有限元模型进行了拉伸试验和扭转试验,获取了该钢芯铝绞线的抗拉刚度EA、扭转刚度GJ和弯曲刚度EI,以用于后续覆冰导线舞动的分析。2.研究了覆冰导线舞动。在ANSYS中建立了单跨导线和连续跨导线的有限元模型,编写了计算导线舞动的APDL命令流。通过两个算例验证了计算程序的正确性。之后计算了档距为250m的LGJ240/40覆冰导线的单跨、双跨、三跨及四跨舞动。得到了舞动的位移时程、约束反力时程、运动相图和运动轨迹图。3.研究了地锚与土壤的相互作用。分别建立了地锚与土壤相互作用的有限元模型和动力阻抗模型,并给出了模型中水平和竖向动力阻抗的计算公式。通过与有限元模型进行对比,验证了本文动力阻抗模型的适用性。4.研究了拉线塔在舞动载荷作用下的动力学响应。在ANSYS中分别建立了考虑锚土耦合的拉线塔模型和不考虑锚土耦合的拉线塔模型,分别...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拉线塔-导线输电线路的整体结构示意图
b) 横截面图 2-1 LGJ240/40 钢芯铝绞线的几何模型112 2k icore ii kkd dR d (2中 Ri第 i 层绞线轴线与钢芯轴线的径向距离(mm)；dcore钢芯的直径(mm)；di第 i 层绞线的直径(mm)。2 ( 1)cos2 ( 1)sini i iii i iijx R qtnjy R qtnz Lt (2中t ∈ [0,1]；
原点及 z 轴重合。在该坐标系中用直线命令连接同一柱面上的两个关键点所形成的线即为一条螺旋线。作为参考，第 i 层中的第 j 条绞线的中心线在笛卡尔坐标系下的位置坐标见式(2-2)。2.1.2 几何模型的离散化模型中的每根钢线和铝线都用具有中间节点的 BEAM189 曲梁单元进行离散。该单元能较好地拟合模型中的螺旋线。与 3D 实体单元建模相比，采用 BEAM189 单元大幅减少了模型的单元数和节点数，提高了计算效率并降低了结果文件大小。很显然，这种方法不能考虑每根线具体位置的局部形状偏差。但是这并不会对模型的计算精度产生多大的影响。本文所建立的钢芯铝绞线模型整体长度为 200mm，大约每 20mm 划分一个单元。钢线的弹性模量、泊松比和密度分别取 E = 210GPa, ν = 0.3, ρ = 7850kg/m3；铝线的弹性模量、泊松比和密度分别取 E = 72GPa, ν = 0.33, ρ = 2730kg/m3。模型中各层绞线的螺旋升角分别为：1= 9.42°,2= 12.66°,3= 13.82°。进行离散化之后的有限元模型如图 2-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]连续档导线面内及面外等效刚度研究[J]. 刘小会,张文斌,方元庆,严波,张晓艳. 应用力学学报. 2015(05)
[2]架空导线用钢芯铝绞线张力分层特性研究[J]. 林建华,曾伟. 电线电缆. 2015(04)
[3]考虑桩径和桩侧摩阻力分布的改进Geddes桩基沉降分析方法[J]. 张瑜,吴江斌,蔡永昌. 岩土力学. 2015(S2)
[4]基于Mindlin解的单桩侧阻应力系数埋深效应初探[J]. 邱明兵,杨谨瑞,高文生,戚承志. 北京建筑大学学报. 2015(02)
[5]覆冰导线舞动的非线性动力学及参数分析[J]. 楼文娟,杨伦,潘小涛. 土木工程学报. 2014(05)
[6]覆冰输电线路舞动的非线性数值分析[J]. 杨伦,楼文娟,潘小涛. 深圳大学学报(理工版). 2013(05)
[7]分数阶三维积分型黏弹性土体中单桩的水平动力阻抗研究[J]. 姚庆钊,刘林超,闫启方. 水利学报. 2013(07)
[8]地基附加应力和桩基沉降计算的修正Geddes应力解[J]. 吕亚茹,刘汉龙,王新泉,丁选明,郑长杰. 四川大学学报(工程科学版). 2013(02)
[9]一种新型有限元模型在接触网绞线力学特性分析中的应用[J]. 周伟,田红旗. 铁道科学与工程学报. 2012(06)
[10]长桩桩侧摩阻力分布与地基附加应力问题及对群桩沉降计算的影响[J]. 郑刚,张立明,王琦. 岩土工程学报. 2011(11)
博士论文
[1]输电塔—线耦合结构体系覆冰舞动机理及其响应研究[D]. 刘玥君.哈尔滨工业大学 2015
[2]覆冰分裂导线舞动数值模拟及参数分析[D]. 周林抒.重庆大学 2015
[3]500kV输电塔线体系导线舞动模拟研究[D]. 赵莉.重庆大学 2014
[4]覆冰输电线路舞动试验研究和非线性动力学分析[D]. 杨伦.浙江大学 2014
[5]覆冰导线气动及舞动特性研究[D]. 曹化锦.华中科技大学 2013
[6]覆冰导线舞动风洞试验研究及输电塔线体系舞动模拟[D]. 王昕.浙江大学 2011
[7]覆冰导线舞动非线性数值模拟方法及风洞模型试验[D]. 刘小会.重庆大学 2011
[8]输电线路舞动分析及防舞技术研究[D]. 孙珍茂.浙江大学 2010
[9]输电线路覆冰导线舞动及其对塔线体系力学特性影响的研究[D]. 王少华.重庆大学 2008
[10]特高压输电线的覆冰舞动及脱冰跳跃研究[D]. 夏正春.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]救灾用电缆快速架设系统的结构设计与分析[D]. 孙贤涛.哈尔滨工业大学 2015
[2]湍流下覆冰输电线舞动分析[D]. 贾付娜.重庆大学 2013
[3]基于曲梁理论输电线舞动及防舞有限元分析[D]. 黄静文.重庆大学 2011
[4]四分裂覆冰输电导线舞动的动力学研究[D]. 谭莹.天津大学 2010
[5]大跨越输电线路导线舞动研究[D]. 刘操兰.重庆大学 2009
本文编号：3364466
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拉线塔-导线输电线路的整体结构示意图
b) 横截面图 2-1 LGJ240/40 钢芯铝绞线的几何模型112 2k icore ii kkd dR d (2中 Ri第 i 层绞线轴线与钢芯轴线的径向距离(mm)；dcore钢芯的直径(mm)；di第 i 层绞线的直径(mm)。2 ( 1)cos2 ( 1)sini i iii i iijx R qtnjy R qtnz Lt (2中t ∈ [0,1]；
原点及 z 轴重合。在该坐标系中用直线命令连接同一柱面上的两个关键点所形成的线即为一条螺旋线。作为参考，第 i 层中的第 j 条绞线的中心线在笛卡尔坐标系下的位置坐标见式(2-2)。2.1.2 几何模型的离散化模型中的每根钢线和铝线都用具有中间节点的 BEAM189 曲梁单元进行离散。该单元能较好地拟合模型中的螺旋线。与 3D 实体单元建模相比，采用 BEAM189 单元大幅减少了模型的单元数和节点数，提高了计算效率并降低了结果文件大小。很显然，这种方法不能考虑每根线具体位置的局部形状偏差。但是这并不会对模型的计算精度产生多大的影响。本文所建立的钢芯铝绞线模型整体长度为 200mm，大约每 20mm 划分一个单元。钢线的弹性模量、泊松比和密度分别取 E = 210GPa, ν = 0.3, ρ = 7850kg/m3；铝线的弹性模量、泊松比和密度分别取 E = 72GPa, ν = 0.33, ρ = 2730kg/m3。模型中各层绞线的螺旋升角分别为：1= 9.42°,2= 12.66°,3= 13.82°。进行离散化之后的有限元模型如图 2-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]连续档导线面内及面外等效刚度研究[J]. 刘小会,张文斌,方元庆,严波,张晓艳. 应用力学学报. 2015(05)
[2]架空导线用钢芯铝绞线张力分层特性研究[J]. 林建华,曾伟. 电线电缆. 2015(04)
[3]考虑桩径和桩侧摩阻力分布的改进Geddes桩基沉降分析方法[J]. 张瑜,吴江斌,蔡永昌. 岩土力学. 2015(S2)
[4]基于Mindlin解的单桩侧阻应力系数埋深效应初探[J]. 邱明兵,杨谨瑞,高文生,戚承志. 北京建筑大学学报. 2015(02)
[5]覆冰导线舞动的非线性动力学及参数分析[J]. 楼文娟,杨伦,潘小涛. 土木工程学报. 2014(05)
[6]覆冰输电线路舞动的非线性数值分析[J]. 杨伦,楼文娟,潘小涛. 深圳大学学报(理工版). 2013(05)
[7]分数阶三维积分型黏弹性土体中单桩的水平动力阻抗研究[J]. 姚庆钊,刘林超,闫启方. 水利学报. 2013(07)
[8]地基附加应力和桩基沉降计算的修正Geddes应力解[J]. 吕亚茹,刘汉龙,王新泉,丁选明,郑长杰. 四川大学学报(工程科学版). 2013(02)
[9]一种新型有限元模型在接触网绞线力学特性分析中的应用[J]. 周伟,田红旗. 铁道科学与工程学报. 2012(06)
[10]长桩桩侧摩阻力分布与地基附加应力问题及对群桩沉降计算的影响[J]. 郑刚,张立明,王琦. 岩土工程学报. 2011(11)
博士论文
[1]输电塔—线耦合结构体系覆冰舞动机理及其响应研究[D]. 刘玥君.哈尔滨工业大学 2015
[2]覆冰分裂导线舞动数值模拟及参数分析[D]. 周林抒.重庆大学 2015
[3]500kV输电塔线体系导线舞动模拟研究[D]. 赵莉.重庆大学 2014
[4]覆冰输电线路舞动试验研究和非线性动力学分析[D]. 杨伦.浙江大学 2014
[5]覆冰导线气动及舞动特性研究[D]. 曹化锦.华中科技大学 2013
[6]覆冰导线舞动风洞试验研究及输电塔线体系舞动模拟[D]. 王昕.浙江大学 2011
[7]覆冰导线舞动非线性数值模拟方法及风洞模型试验[D]. 刘小会.重庆大学 2011
[8]输电线路舞动分析及防舞技术研究[D]. 孙珍茂.浙江大学 2010
[9]输电线路覆冰导线舞动及其对塔线体系力学特性影响的研究[D]. 王少华.重庆大学 2008
[10]特高压输电线的覆冰舞动及脱冰跳跃研究[D]. 夏正春.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]救灾用电缆快速架设系统的结构设计与分析[D]. 孙贤涛.哈尔滨工业大学 2015
[2]湍流下覆冰输电线舞动分析[D]. 贾付娜.重庆大学 2013
[3]基于曲梁理论输电线舞动及防舞有限元分析[D]. 黄静文.重庆大学 2011
[4]四分裂覆冰输电导线舞动的动力学研究[D]. 谭莹.天津大学 2010
[5]大跨越输电线路导线舞动研究[D]. 刘操兰.重庆大学 2009
本文编号：3364466
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