本文關(guān)鍵詞：風(fēng)譜對輸電塔響應(yīng)影響及氣動阻尼研究

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【摘要】：我國幅員遼闊,各地區(qū)脈動風(fēng)特性差異較大;另一方面,隨著我國輸電線路建設(shè)技術(shù)的輸出,也面臨著發(fā)達(dá)國家強烈的競爭。對于輸電塔架結(jié)構(gòu)而言,風(fēng)荷載往往是設(shè)計中的主要荷載。荷載規(guī)范是結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要依據(jù),不同國家風(fēng)荷載規(guī)范中關(guān)于脈動風(fēng)速譜的選取不盡相同。因此有必要弄清風(fēng)譜對輸電塔架結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的影響,以及輸電塔結(jié)構(gòu)的氣動阻尼效應(yīng),從而對輸電塔結(jié)構(gòu)設(shè)計提供指導(dǎo)和依據(jù)。脈動風(fēng)作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)問題主要涉及到脈動風(fēng)的描述以及和結(jié)構(gòu)響應(yīng)的分析方法。因此本文的研究工作主要包括以下幾個方面:(1)風(fēng)譜的頻譜對比及風(fēng)場的數(shù)值模擬。本文詳細(xì)介紹了五種被各國廣泛采用的脈動風(fēng)速譜,藉此可以對風(fēng)進行有效的數(shù)學(xué)描述,然后在理論上分析了幾種風(fēng)譜的區(qū)別,采用基于諧波疊加合成法編制的matlab程序模擬了幾種風(fēng)譜對應(yīng)的數(shù)值風(fēng)場。研究結(jié)果表明,在高頻處Davenport譜的譜值始終最大,Kaimal譜的譜值始終最小,而Karman譜則始終居于中間位置。風(fēng)場的數(shù)值模擬的結(jié)果表明,采用諧波合成法模擬各風(fēng)譜是足夠精確的。(2)不同風(fēng)譜作用下輸電塔動力響應(yīng)的時域分析。采用有限元軟件ANSYS從時域內(nèi)分析了輸電塔結(jié)構(gòu)在不同脈動風(fēng)速譜作用下的風(fēng)振響應(yīng),通過大量的數(shù)值模擬對常見的幾種脈動風(fēng)速譜進行了對比分析。時域分析結(jié)果表明,根據(jù)不同風(fēng)譜計算的位移風(fēng)振系數(shù)不同,Davenport譜計算的結(jié)果最大,且有隨高度增加而增加的趨勢;Kaimal譜計算的結(jié)果最小,且有隨高度增加而減小的趨勢;Karman譜計算的結(jié)果在兩者之間。(3)不同風(fēng)譜作用下輸電塔動力響應(yīng)的頻域分析�；陔S機振動理論,通過編制計算機程序從頻域內(nèi)分析了幾種風(fēng)譜對輸電塔結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的影響,對結(jié)構(gòu)的背景響應(yīng)和共振響應(yīng)進行了進一步對比分析。頻域分析結(jié)果表明,由各譜通過時域計算和頻域計算的結(jié)果比較吻合;輸電塔結(jié)構(gòu)在脈動風(fēng)作用下的共振響應(yīng)與背景響應(yīng)的占比通常都在10%左右;由Davenport譜計算的共振響應(yīng)最大,由Kaimal譜計算的共振響應(yīng)最小。(4)桿塔結(jié)構(gòu)氣動阻尼比研究�？紤]到氣動阻尼比在桿塔結(jié)構(gòu)動力分析中不可忽略的影響,本文也介紹了桿塔結(jié)構(gòu)的氣動阻尼計算方法,詳細(xì)分析了風(fēng)速、塔高、塔頭質(zhì)量、橫擔(dān)分布對桿塔結(jié)構(gòu)氣動阻尼的影響。研究表明,桿塔結(jié)構(gòu)的氣動阻尼比會隨著風(fēng)速的增大、塔高的增加以及塔頭質(zhì)量的增大而增大;橫擔(dān)的分布形式對桿塔結(jié)構(gòu)的氣動阻尼比有顯著的影響。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM753;TU311.3

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本文編號：1297130