检索结果-内蒙古大学图书馆

光学精密工程 2012年第5期20卷 942-948页

作者：刘建伟蒋志强刘元朋文振华梁晋郑州航空工业管理学院河南郑州450015 西安交通大学机械工程学院陕西西安710049

考虑输电塔架结构复杂,需要做承载变形真型实验来检测塔架实际承载能力的问题,本文提出了一种三维全场变形光学测量方法来解决塔架真型试验中存在的大尺寸、大变形、多测点、三维变形、塔架承载形态保持时间短等测量难点。该方法基于工... 详细信息

考虑输电塔架结构复杂,需要做承载变形真型实验来检测塔架实际承载能力的问题,本文提出了一种三维全场变形光学测量方法来解决塔架真型试验中存在的大尺寸、大变形、多测点、三维变形、塔架承载形态保持时间短等测量难点。该方法基于工业近景摄影测量技术重建单个状态下塔架测点的三维结构,利用具有身份信息的人工标志点来实现不同状态测量结果的对齐。通过跟踪固定在塔架上的变形点,计算相应部位的位移来获取真型塔架在不同负载下的整体变形。精度评估实验表明,提出的方法测量精度优于0.1mm/4m;真型实验显示,测量结果能够为塔架结构力学性能分析和改进塔架设计提供有价值的参考数据。该方法具有现场工作量小、不干扰测量对象、量程弹性大等优点,能够满足各型塔架三维变形测量对效率和精度的要求。

关键词：输电塔架三维变形测量近景摄影测量光束平差坐标对齐

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齐次化广义屈服函数与角钢输电塔架极限承载力分析

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工程力学 2013年第5期30卷 317-323页

作者：杨绿峰李琦张伟林银河广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004 广西壮族自治区住房和城乡建设厅南宁530028

建立了等边角钢截面广义屈服函数的齐次化表达式,由此定义了角钢构件的单元承载比,依据承载比均匀度建立了弹性模量调整的动态阈值,并根据变形能守恒准则建立了弹性模量调整策略,提出了输电塔架极限承载力分析的弹性模量缩减法,可通过... 详细信息

建立了等边角钢截面广义屈服函数的齐次化表达式,由此定义了角钢构件的单元承载比,依据承载比均匀度建立了弹性模量调整的动态阈值,并根据变形能守恒准则建立了弹性模量调整策略,提出了输电塔架极限承载力分析的弹性模量缩减法,可通过系统缩减结构中高承载比单元的弹性模量,模拟输电塔架塑性失效过程,确定结构极限承载力。该法克服了传统弹性模量缩减法及其他弹性模量调整方法因不满足比例加载条件所导致的计算精度和稳定性不良问题,并继承了该类方法原理简单、计算高效的优点。

关键词：输电塔架广义屈服函数齐次化极限承载力弹性模量缩减法

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输电塔架结构的理论分析与受力性能研究

输电塔架结构的理论分析与受力性能研究

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作者：赵滇生浙江大学

学位级别：博士

输电塔架是一种应用广泛的高次超静定空间结构。因输电塔架的杆件多为单角钢且用螺栓偏心连接而成，被公认为是最难以分析的一种杆系结构。本文总结了已有研究和设计资料，对输电塔架的结构理论进行了全面分析讨论，再系统地研究塔架结... 详细信息

输电塔架是一种应用广泛的高次超静定空间结构。因输电塔架的杆件多为单角钢且用螺栓偏心连接而成，被公认为是最难以分析的一种杆系结构。本文总结了已有研究和设计资料，对输电塔架的结构理论进行了全面分析讨论，再系统地研究塔架结构的受力性能。本文根据有限元分析的需要，采用Updated Lagrangian方法表述，推导了空间杆单元和梁单元的几何非线性切线刚度矩阵、偏心连接修正矩阵、材料非线性的塑性折减矩阵和质量矩阵。其中根据一般薄壁梁柱构件推导的空间梁单元切线刚度矩阵首次考虑了所有内力和各种初始缺陷的影响，可用于塔架或其它由薄壁构件组成结构的各种几何非线性分析研究。在分析非线性静力和动力有限元计算方法的基础上，本文采用修正的Newton-Raphson方法进行迭代计算，并采用柱面弧长法和最小残余位移法控制迭代过程，编制了一个适合于杆件体系结构的有限元分析程序，结构可以按桁架、刚架或梁杆组合体系分析。可用于塔架结构的线性和非线性静力分析、动力特性、线性和非线性动力分析研究。本文查阅了大量有关节点构造对塔架影响的资料，根据输电塔架的具体节点构造，系统深入地分析讨论了节点构造、腹杆连接方式、节点刚度和螺栓受剪滑移等因素对塔架受力性能的影响，对于指导有限元建模很有益处。本文对一个500kV的实际输电塔架建立了空间桁架模型、具有不同偏心连接的混合单元模型和空间刚架模型共5种不同的有限元计算模型，进行了塔架的多种工况静力分析，讨论了计算模型、节点刚度、连接偏心和几何非线性对塔架静力分析结果的影响，并与真型塔架试验结果进行了比较分析，得出一些有益的结论。本文用5种有限元模型对输电塔架结构进行了模态分析，均提取了高达100阶的固有频率，并分析了相应的模态，系统研究讨论了不同有限元模型、连接偏心对模态分析结果的影响，指出了各种有限元模型在塔架动力特性分析的特点和适用范围，对输电塔架结构的理论分析与受力性能研究浙江大学博士学位论文输电塔架结构的动力特性研究具有指导意义。本文还用不同有限元模型对一个实际输电塔架结构进行了动力响应分析，系统地分析了边导线和中导线断裂两种工况下不同计算模型的计算结果，讨论了阻尼、几何非线性、连接偏心对塔架动力响应的影响，得出了一些有用的结论，并对现行设计规程和真型试验提出了完善建议。

关键词：输电塔架有限元法受力性能二阶应力几何非线性屈服面材料非线性静力性能模态分析动力响应阻尼

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输电塔架参数化三维建模方法研究与实现

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图学学报 2014年第1期35卷 46-51页

作者：李林张晓伟高青风华北电力大学能源电力与机械工程学院北京102206

快速建立输电塔架三维仿真模型对电网安全运行与信息管理有重要作用。根据输电塔架的结构特点及结构相似性进行模块化划分,并用参数化方法为相同结构型式的模块建立原始三维模型;在此基础上根据塔架型号与呼高,对各模块进行选择与组装,... 详细信息

快速建立输电塔架三维仿真模型对电网安全运行与信息管理有重要作用。根据输电塔架的结构特点及结构相似性进行模块化划分,并用参数化方法为相同结构型式的模块建立原始三维模型;在此基础上根据塔架型号与呼高,对各模块进行选择与组装,赋值参数驱动各模块的原始模型,实现各种塔型与呼高的塔架三维快速建模。以某酒杯型直线塔为例,输入塔架型号与呼高即实现其三维模型快速建立,验证了该参数化三维建模方法的正确性与实用性。

关键词：输电塔架三维建模参数化方法模块化

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输电塔架设计中的离散优化方法研究

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华北电力大学学报（自然科学版） 2012年第6期39卷 35-39页

作者：李林宋梦娇王达达陈晓云华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102208 云南电力试验研究院云南昆明650217

传统输电塔架设计采用满应力优化设计,其优化过程中往往将设计变量视为连续变量来处理,而输电塔架角钢截面实际上是离散变量,这就存在实际设计结果并非是最优结果的问题。为更好地将满应力优化设计结果切实应用于输电塔选材计算中去,针... 详细信息

传统输电塔架设计采用满应力优化设计,其优化过程中往往将设计变量视为连续变量来处理,而输电塔架角钢截面实际上是离散变量,这就存在实际设计结果并非是最优结果的问题。为更好地将满应力优化设计结果切实应用于输电塔选材计算中去,针对塔架型钢的离散特征,在传统满应力优化设计方法的基础上进行改进,提出了一种基于离散变量并考虑了压杆稳定性的满应力离散优化设计方法,制定了寻优流程并用C语言编制程序予以实现。以常见干字型输电塔架2F2-SZ1型220 kV双回路直线塔为对象,应用提出的离散优化方法和程序进行了计算分析。算例分析表明,该算法在满足多种工况荷载条件下,具有合理的结构承载能力,大大减少了塔架重量,降低了工程成本。同时,该算法源程序不使用二进制编码,方便查找错误和进行二次开发,可为改进现有塔架典型设计和加固已有输电塔架提供可行的算法基础。

关键词：输电塔架满应力离散变量优化

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输电塔架结构极限承载力分析

输电塔架结构极限承载力分析

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作者：付光华中科技大学

学位级别：硕士

输电塔架是一种高次超静定空间结构,被公认为是最难分析的一种杆系结构,利用现有的有限元软件对其进极限承载力分析时发现,结构进入大位移阶段后计算难以收敛。本文利用自己编写的输电塔架真型实验仿真程序,对ZC27102真型塔塔架进行了... 详细信息

输电塔架是一种高次超静定空间结构,被公认为是最难分析的一种杆系结构,利用现有的有限元软件对其进极限承载力分析时发现,结构进入大位移阶段后计算难以收敛。本文利用自己编写的输电塔架真型实验仿真程序,对ZC27102真型塔塔架进行了极限承载力的仿真计算,并得到了较为理想的结果。本文针对ZC27102真型塔塔架建立了更接近塔架真实结构的梁-壳-杆耦合的三维模型,考虑了风载和塔架的自重,以及输电线对塔架的作用力,利用程序对输电塔架做了整体的仿真计算。程序采用空间梁单元和DKQ壳单元编写。空间梁单元采用Bathe提出的空间梁单元的基础上改进而来,能够准确计算L型截面梁的弹塑性后屈曲变形。DKQ壳单元采用DKQ薄板单元和带有绕法线旋转自由度的膜单元组合而成,面内刚度采用DKQ薄板单元计算,面外刚度采用膜单元计算,这种壳单元在计算薄板问题时不会出现剪切自锁。程序采用Updated Lagrangian方法表述,考虑了几何非线性和材料非线性对结构刚度的影响,基于全Newton-Raphson法进行迭代计算,采用柱面弧长法控制迭代,求解塔架的载荷-位移曲线。最终得到了较为理想的结果,并且和实验结果基本符合。通过和梁-杆模型的计算结果对比,壳-梁-杆模型的计算结果比梁-杆模型更准确。本文的研究表明,程序对输电塔架的极限承载力分析准确有效。本文最后对计算结果的不足做出了分析,并对仿真程序的改进提出了完善建议。

关键词：输电塔架梁-壳-杆耦合模型材料非线性几何非线性后屈曲

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输电塔架的刚度简化分析及其导线的舞动响应研究

输电塔架的刚度简化分析及其导线的舞动响应研究

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作者：陈建宁华南理工大学

学位级别：硕士

输电塔线体系中的塔架是高柔体系,而且组成塔架的杆件截面大小空间布置方式,直接影响塔架的刚度。输电导线跨度一般上百米,甚至几百米上千米,在风荷载作用下,导线往往容易发生舞动,产生很大的舞动荷载,对输电塔架以及导线本身的响应产... 详细信息

输电塔线体系中的塔架是高柔体系,而且组成塔架的杆件截面大小空间布置方式,直接影响塔架的刚度。输电导线跨度一般上百米,甚至几百米上千米,在风荷载作用下,导线往往容易发生舞动,产生很大的舞动荷载,对输电塔架以及导线本身的响应产生很大的影响。本文用分片桁架法建立了塔架的轴向刚度、弯曲刚度和扭转刚度的理论表达式,通过数值计算分析了各参数的影响;并与有限元计算结果进行了对比。然后推导了导线发生邓哈托舞动时的临界风速、舞动幅度以及舞动与迎风角的关系,还建立了导线在发生邓哈托舞动时的动力荷载表达式,并进行典型塔架算例分析,对各向位移响应进行了计算分析,同时分析绝缘子对塔架受力后各向位移响应的影响。本文得到如下主要结论: 1、本文等效轴向刚度计算公式的结果接近于有限元桁架单元模型;塔腿截面积增大轴向刚度增大;腹杆截面面积与轴向刚度二者接近于线性增大关系。当上弦杆长度一定时,塔段轴向刚度随着节间高度的增大而减小。等效弯曲刚度值接近于有限元混合单元模型值;塔腿截面积增大弯曲刚度增大;腹杆截面积增大弯曲刚度增大,二者接近于线性关系;当上弦杆长度一定时,塔段弯曲刚度值随着节间高度的增大而减小。等效扭转刚度介于桁架单元模型与混合单元模型之间,较接近于桁架模型值塔腿的截面面积对塔架的等效扭转刚度没有影响;腹杆截面面积增加,扭转刚度值线性增加;当上弦杆长度一定时,塔段扭转刚度值随着节间高度的增大而减小。 2、风荷载作用下,导线在小迎风角(?大约为200～300)的时候才发生邓哈托舞动;风荷载较小时,导线舞动荷载缓慢变化,随着风速增大,舞动荷载增大。 3、绝缘子串与导线悬挂点的X向位移主要由顺导线方向的单摆运动和绝缘子变形引起,且以单摆运动占主要部分;Z向位移主要由绝缘子变形占主要部分。

关键词：输电塔架分片桁架法刚度分析邓哈托舞动绝缘子刚度位移响应

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输电塔架预应力加固技术研究

输电塔架预应力加固技术研究

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作者：陆瑶北京工业大学

学位级别：硕士

输电塔架属高耸、柔性结构，具有较强的几何非线性特征，对风荷载非常敏感。风荷载是输电塔架的主要设计荷载。风荷载作用下输电塔架的动态倾侧失稳事故时有发生，结构破坏发生时，具有和脆性断裂相似的特点，没有明显的征兆，给人民的... 详细信息

输电塔架属高耸、柔性结构，具有较强的几何非线性特征，对风荷载非常敏感。风荷载是输电塔架的主要设计荷载。风荷载作用下输电塔架的动态倾侧失稳事故时有发生，结构破坏发生时，具有和脆性断裂相似的特点，没有明显的征兆，给人民的生命财产造成严重威胁，给国家造成巨大的经济损失。因此，研究提高输电塔架抗风承载力的加固措施有着十分重要的意义。\n 预应力技术便是一种简单易行且行之有效的方法。采用这种加固方法能够较大幅度的提高输电塔架的承载能力，而且这种加固技术人力投入少，所需设备简单，施工工期短，经济效益明显。\n 输电塔架的承载能力常由结构的稳定性来控制。由于输电塔架在实际工程中直接承受动力风荷载作用，研究结构在动力作用下的稳定问题更符合实际的需要。同静力稳定性相比，由于结构的动力效应以及由此导致的材料疲劳效应，输电塔架的承载能力会明显降低。因此，输电塔架的承载能力应由其动力稳定性来控制。\n 论文首先根据风的基本特性以及输电塔架的结构几何特征，采用谐波叠加法模拟了输电塔架沿不同高度的脉动风速时程，为后续章节中输电塔架在脉动风作用下的动力响应分析创造必备的条件。\n 基于有限元软件ANSYS强大的结构分析能力，以Beam188单元模拟了输电塔架的杆件，建立了某500kV猫头型输电塔架的空间有限元模型。采用APDL语言，进行了输电塔架的模态计算和不同水平脉动风作用下的动力响应计算。采用了结合动力响应全过程曲线的实用判别方法对该输电塔架的动力稳定性进行了分析，得出了脉动风作用下输电塔架的极限承载力。\n 根据输电塔架的结构特性，研究能提高其整体抗风能力的预应力加固技术。在结构体侧增设高强拉索对结构进行加固，采用Link10单元对拉索进行模拟。论文综合考虑了拉索不同初应力、不同直径、不同张拉角度三个因素对加固后输电塔架极限承载力的影响。采用均匀试验设计的方法，给出了拉索初应力、拉索面积、张拉角度与输电塔架极限承载风速的关系曲线，得到了三个设计因素的合理范围及最优的加固方案，为工程实际应用提供了研究成果支撑。

关键词：输电塔架脉动风动力稳定性预应力加固

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双拼角钢主材输电塔架静载试验研究

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建筑结构 2016年第14期46卷 42-45页

作者：刘海锋韩军科王飞邢栋苏志钢中国电力科学研究院北京100192 潍坊学院建筑工程学院潍坊261061

主材为双拼角钢输电塔的主材承载力计算方法尚未成熟,给该类型输电塔的推广应用造成了很大困难。为此,设计了主材规格为2L110×10、屈服强度设计值为345MPa的双拼角钢塔架,利用液压缸带动加载绳完成了该输电塔的静载破坏性试验,并... 详细信息

主材为双拼角钢输电塔的主材承载力计算方法尚未成熟,给该类型输电塔的推广应用造成了很大困难。为此,设计了主材规格为2L110×10、屈服强度设计值为345MPa的双拼角钢塔架,利用液压缸带动加载绳完成了该输电塔的静载破坏性试验,并记录了加载过程中塔架主材各横截面应变的变化。然后,根据主材的应变得到了该输电塔在破坏时的弯矩和轴力,并和现有设计准则进行了对比。结果表明,当双拼角钢主材绕实轴的长细比大于该主材按缀板柱计算得到绕虚轴长细比时,按压弯构件计算得到验算应力与主材的实测屈服强度最为接近。

关键词：双拼角钢主材输电塔架静载

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覆冰荷载下500kV输电塔架的力学性能研究

覆冰荷载下500kV输电塔架的力学性能研究

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作者：李国荣内蒙古科技大学

学位级别：硕士

近年来，我国南方地区的冰冻灾害频发，使输电线路严重破坏，给经济发展造成了不可估量的损失。为降低冰冻灾害下输电塔发生倒塌的概率，保障输电线路的畅通运行，研究覆冰荷载下输电塔及输电塔-线体系的力学性能具有重要的意义。本文以... 详细信息

近年来，我国南方地区的冰冻灾害频发，使输电线路严重破坏，给经济发展造成了不可估量的损失。为降低冰冻灾害下输电塔发生倒塌的概率，保障输电线路的畅通运行，研究覆冰荷载下输电塔及输电塔-线体系的力学性能具有重要的意义。本文以500kV线路DFZ1猫头型直线塔为研究对象，采用等效密度法来模拟覆冰荷载，通过建立输电塔和“双塔三线”输电塔-线体系的有限元分析模型，研究了不同覆冰厚度、不同工况下输电塔的静力性能及其动力特性的变化情况，并通过考虑几何初始缺陷和材料非线性，得到了覆冰荷载对其承载能力的影响规律；分析了不同覆冰厚度、不同工况下输电塔-线体系的静力性能，并对相同档距与不同档距、同高程与不同高程的输电塔-线体系的受力特征进行了对比。结果表明：随着覆冰厚度的增加，输电塔杆件的应力呈增大趋势，而塔顶位移则随之减小；输电塔在承受无偏心荷载时的屈服荷载最大，在承受偏心荷载且扭转变形较小时的屈服荷载次之，承受扭转荷载时的屈服荷载最小；输电塔的频率及第一阶阵型的控制点的数值随覆冰荷载的增加而减小，频率的最大降幅达到32.6%；覆冰厚度的增加会导致输电塔的破坏形式由整体破坏转变为局部破坏，破坏位置由塔腿位置逐渐上移至导地线悬挂点位置，覆冰输电塔的屈服荷载亦随之有不同程度的降低，最大降幅达22.7%；输电塔的抗扭能力随覆冰厚度的增加而提高。在输电塔-线体系中，在相同档距内出现导地线覆冰增加时，输电塔发生向靠近重冰档一侧的弯曲变形，且应力增长较快，远离一侧的应力增长较慢；在不同档距中出现导地线覆冰增加时，与档距相同的输电塔架相比，档距不同覆冰输电塔的应力和弯曲变形更大；在不同高程内，当低高程导地线覆冰荷载增大时，输电塔的应力增长大于同高程输电塔的应力的增长；当中间高程导地线覆冰荷载增大时，输电塔的应力增长与塔顶位移均大于同高程的增长。本文研究成果可为覆冰下输电塔架的可靠性研究提供理论依据，为输电塔设计规范的修订提供一定的理论支撑。

关键词：输电塔架覆冰荷载断线张力输电塔-线体系

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