风载作用下输电铁塔螺栓连接松动特性研究

发布时间：2017-10-03 19:22

  本文关键词：风载作用下输电铁塔螺栓连接松动特性研究

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【摘要】：螺栓连接由于拆装方便、利于检修等诸多优点,起着连接塔材的作用,广泛应用于输电铁塔上,其连接的可靠性直接关系到输电线路的安全运行。所以,螺栓连接的机械性能十分重要。然而,输电线路在风载作用下,伴随着导线的振动甚至舞动,输电铁塔要承受各种动态载荷,塔身角钢所受轴力交错变化,易引起铁塔节点螺栓连接的松动甚至脱落,这将严重影响铁塔的稳定性,输电线路的安全可靠运行也将受到威胁。目前,关于风载作用下输电塔的研究主要集中在风振响应以及控制上,对铁塔螺栓连接的松动特性研究还比较匮乏。所以,开展风载作用下输电铁塔螺栓连接松动问题的研究很有意义。本文以河北南网某输电线路42米猫头塔为工程对象,对处于风荷载中铁塔螺栓连接的松动问题进行了研究,主要研究内容为:提出强风倒塔的重要原因之一为螺栓连接的松脱导致连接刚度不足;通过拉力试验,得到镀锌角钢连接件之间的最大静摩擦力;应用MATLAB进行不同高度风速谱模拟,并通过ANSYS对铁塔模型进行静风、脉动风下的力学分析,得到风载作用下塔身角钢之间发生滑移错动的条件,认为铁塔角钢的轴向受力变化是引起螺栓连接处发生错动,进而导致松动的原因;针对这一原因,利用螺栓连接振动试验装置,对连接件施加循环激励,模拟塔身角钢在脉动风作用下的受力,记录不同实验条件下螺栓连接发生松动的振动次数,发现了一系列规律,同时提出了预防螺栓连接过早松动的措施。
【关键词】：风载 输电线路 螺栓连接 振动 防松
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM75
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究的背景及意义9-11
• 1.2 铁塔螺栓连接松动特性的研究现状11-13
• 1.2.1 国内研究现状11-12
• 1.2.2 国外研究现状12-13
• 1.3 本文研究目的和创新点13-14
• 1.4 论文主要工作14-15
• 第2章 塔身角钢振动形式分析15-22
• 2.1 引言15
• 2.2 研究背景15-17
• 2.3 塔材振动对螺栓连接的影响17-19
• 2.3.1 振动与松动的关系17-18
• 2.3.2 松动的螺栓连接对连接件的影响18-19
• 2.4 角钢连接件摩擦力计算19-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第3章 风对铁塔和铁塔螺栓连接的影响22-37
• 3.1 引言22
• 3.2 风速时程模拟22-26
• 3.2.1 风荷载特性22-23
• 3.2.2 基于AR法的脉动风速时程模拟23-25
• 3.2.3 实测风速谱25-26
• 3.3 有限元模型建立26-28
• 3.3.1 模型参数确定26-28
• 3.3.2 模型可靠性验证28
• 3.4 静风作用下铁塔角钢轴力计算28-30
• 3.5 脉动风作用下铁塔角钢轴力计算30-36
• 3.5.1 脉动风加载30-31
• 3.5.2 脉动风对铁塔塔身主材轴力的影响31-33
• 3.5.3 瞬间脉动风对铁塔塔身主材轴力的影响33-34
• 3.5.4 导地线摆动或风向变化对铁塔主材轴力的影响34-36
• 3.6 小结36-37
• 第4章 铁塔螺栓连接振动实验研究37-51
• 4.1 引言37
• 4.2 实验系统介绍37-41
• 4.2.1 试验台构成37-39
• 4.2.2 工作原理及使用过程39-41
• 4.3 螺栓连接松动特点41-42
• 4.4 不同条件下螺栓连接振动试验分析42-46
• 4.4.1 相同振幅、扭矩，不同频率振动情况对比43
• 4.4.2 相同振幅、频率、扭矩，单母和双母对比43
• 4.4.3 普通螺母三次拧紧对比43-44
• 4.4.4 不同扭矩对比，涂漆和不涂漆对比44
• 4.4.5 螺栓端面锤击与不锤击对比44-45
• 4.4.6 普通螺母与防盗螺母对比45-46
• 4.5 螺栓连接松动现象分析46-47
• 4.5.1 单母螺栓连接松动现象分析46
• 4.5.2 双母螺栓连接松动现象分析46-47
• 4.5.3 防盗螺母螺栓连接松动现象分析47
• 4.6 螺栓连接松动预防47-50
• 4.6.1 通过提高预紧力进行防松48-49
• 4.6.2 通过端面锤击进行防松49-50
• 4.7 本章小结50-51
• 第5章 结论与展望51-53
• 5.1 结论51-52
• 5.2 展望52-53
• 参考文献53-56
• 致谢56

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本文编号：966262