一体化通信塔有限充分析及结构优化

发布时间：2017-11-03 00:17

  本文关键词：一体化通信塔有限充分析及结构优化

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【摘要】：随着现代社会科学的不断发展,通讯技术在人类生活中所起的作用日益显著,用户对通讯信号的要求也越来越高。通信塔是通信设备基础设施,其数量正在不断的增加。现如今,我国已经成为移动通信使用量最大的国家。中国每年新增的通信塔多达6000座,所以应该投入更多的财力物力对通信塔进行研究,以得到结构稳定、刚性强、总体成本低、环境协调性好和占地面积少的优质通信塔。本项目所研制的一体化通信基站,与传统的通信基站的结构和搭建方式都有所不同。传统基站建设需要进行地勘及土建基础施工,且塔体和机房是分开,塔体自身也需要分成多段运输到安装地点。而新型的一体化通信基站是运用基于需求的功能性分析的方法设计的,所设计的通信基站塔体和机房是连为一体,其塔体和机房之间可以通过自行折叠和展开,使其运行和安装都比较简便。本文介绍了通信塔的相关知识,如其基本概念、结构组成、发展历史、研究现状、主要分类及其承受的主要载荷,通过一体化基站与传统基站各种条件的对比,提出选择一体化基站的方案。阐述了一体化通信塔的结构特性,及其独特的优势,对其建立数学分析模型。结合实际数据,用Matlab软件对通信塔的结构进行风响应模拟分析。通过Ansys软件对通信塔进行有限元分析,分析了通信塔的静力响应和模态分析,并对通信塔对风响应产生的结构变形进行了分析。然后总结了通信塔常见的失效原因,并以通信塔稳定性为主要前提,利用可靠性JC算法对通信塔进行结构优化。最后,对课题的主要研究成果及主要创新点做了一定的总结,结合工作中的一些不足,对以后的研究工作提出了一些值得改进和完善的地方。
【关键词】：一体化通信塔 风载荷计算 风振响应模拟 有限元分析 结构优化
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 引言12
• 1.2 项目背景和意义12-13
• 1.2.1 项目研究背景12-13
• 1.2.2 本文研究主要内容与意义13
• 1.3 通信塔简介13-15
• 1.3.1 通信塔的概念13-14
• 1.3.2 通讯塔的发展历史及研究现状14
• 1.3.3 通信塔的分类14-15
• 1.3.4 通信塔的主要载荷15
• 1.4 一体化基站15-20
• 1.4.1 基站选择方案的确定15-17
• 1.4.2 一体化基站特点17-20
• 第二章 通信塔结构风振响应的计算20-34
• 2.1 引言20
• 2.2 自然风的形成20
• 2.3 风荷载的基本特性20-21
• 2.4 通信塔所受平均风荷载的计算21-27
• 2.4.1 不同高度处的平均风速计算21-23
• 2.4.2 塔体结构上的平均风荷载计算23-27
• 2.5 通信塔所受脉动风荷载的计算27-33
• 2.5.1 脉动风基本特性27-29
• 2.5.2 脉动风速谱29-30
• 2.5.3 脉动风空间相关性30-31
• 2.5.4 脉动风荷载计算31-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第三章 通信塔风振响应模拟34-50
• 3.1 引言34
• 3.2 基本模拟方法简介34-37
• 3.2.1 线性滤波法34-36
• 3.2.2 谐波叠加法36-37
• 3.3 通信塔脉动风速时程模拟37-46
• 3.4 通信塔脉动风荷载时程模拟46-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第四章 通信塔有限元分析50-63
• 4.1 引言50
• 4.2 有限元分析基本理论简介50-54
• 4.2.1 通信塔的受力特点50
• 4.2.2 风振响应时程分析基本理论50-54
• 4.3 通信塔的拟静力强度分析54-57
• 4.3.1 通信塔的结构概况54
• 4.3.2 建立通信塔ANSYS模型54-55
• 4.3.3 建立通信塔拟静力风响应55-57
• 4.4 通信塔的模态分析57-61
• 4.4.1 在ANSYS中模态提取方法57-58
• 4.4.2 模态分析计算结果58-61
• 4.5 通信塔风振响应时程分析61-62
• 4.6 本章小结62-63
• 第五章 一体化基站塔架结构优化63-72
• §5.1 引言63
• §5.2 通信塔系统结构可靠度算法63-67
• 5.2.1 系统结构失效类型63-64
• 5.2.2 可靠度JC算法的介绍64-67
• §5.3 通信塔系统结构重量优化67-71
• 5.3.1 优化模型的目标函数67
• 5.3.2 约束条件67-68
• 5.3.3 通信塔结构重量优化68-71
• §5.4 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-73
• §6.1 主要研究成果72
• §6.2 未来工作展望72-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-78
• 攻读学位期间发表学术论文78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 罗乃东,赵国藩;高层、高耸结构抗风动力可靠度[J];大连理工大学学报;2002年02期

2 袁波;应惠清;徐佳炜;;基于线性滤波法的脉动风速模拟及其MATLAB程序的实现[J];结构工程师;2007年04期

3 陈严;张锦源;王楠;叶枝全;;风力机风场模型的研究及紊流风场的MATLAB数值模拟[J];太阳能学报;2006年09期

4 王肇民;高耸结构的发展与展望[J];特种结构;2000年01期

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1 米曦亮;高耸电视塔结构风振控制研究[D];同济大学;2007年

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本文编号：1133803