强扭转激励作用下特高压单柱拉线塔的拉线-主柱耦合振动特性研究

基本信息
批准号:51608195
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:杨文刚
学科分类:
依托单位:华北电力大学(保定)
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:葛永庆,王剑,高松,王峻,徐振磊
关键词:
特高压脱冰单柱拉线塔扭转振动
结项摘要

The UHV single-mast guyed tower has the advantages of superior economic indicators, convenient construction, etc. With the development of the West Regions in China, it has good prospects in application. Different from self-supported transmission towers, the first mode shape of the UHV guyed single-mast transmission tower is torsional vibration. Under high intensity torsional loading, such as ice-shedding, it will produce torsional resonance easily. Hence, Study coupling vibration characteristics between mast and cable of UHV single-mast guyed tower under high intensity torsional excitation is one of the most important and urgent tasks.. Based on the torsional stiffness of the guy system and the mast , the free torsional vibration mechanism of UHV single-mast guyed tower will be studied. Considered the mast’s torsion, the coupled model of cable-mast for The UHV single-mast guyed tower will be built, the Galerkin’s method is adopted to obtain ordinary differential equations of the coupled motion, and the non-linear vibration of coupled structure is analyzed with the multi-scale method. By the qualitative analysis and numerical simulation on forced oscillation of the cable-mast , the nonlinear characteristic of the UHV single-mast guyed tower will be studied.. This project will promote application of guyed tower in engineering. Therefore,the construction cost of UHV lines will be saved, and it has important scientific significance and engineering value.

特高压单柱拉线塔具有造价经济、施工方便等优势,在我国西部大开发背景下,具有良好的应用前景。与传统自立式铁塔显著不同,特高压单柱拉线塔的第一阶振型为扭振,其在脱冰等强扭转载荷下极易发生扭转振动。强扭转激励作用下特高压单柱拉线塔的拉线-主柱耦合振动特性研究,是其推广应用亟需解决的问题之一。. 本项目基于拉线系统、主柱的非线性扭转刚度,研究特高压单柱拉线塔的自由扭振机理;建立考虑主柱扭振的特高压单柱拉线塔的拉线-主柱耦合振动模型,采用Galerkin方法对建立的振动方程进行离散,并利用多尺度法分析其拉线-主柱耦合参数振动;通过特高压单柱拉线塔拉线-主柱耦合强迫振动的定性分析和数值仿真分析,揭示其在脱冰致强扭转激励作用下的非线性振动特性。. 本项目的开展将推动拉线塔非线性动力特性的研究,促进其在工程中的推广应用,进而节约特高压线路建设成本,具有重要的科学意义和工程价值。

项目摘要

特高压单柱拉线塔具有造价经济、施工方便等优势,在我国西部大开发背景下,具有良好的应用前景。与传统自立式铁塔显著不同,特高压单柱拉线塔的第一阶振型为扭振,其在脱冰等强扭转载荷下极易发生扭转振动。研究强扭转激励作用下特高压单柱拉线塔的自由扭转振动机理,考虑主柱的扭转振动研究拉线-主柱的耦合振动特性,并以此为基础研究在强扭转激励作用下的拉线塔振动特性,是其推广应用亟需解决的问题之一。.项目基于拉线系统、主柱的非线性扭转刚度研究,分析特高压单柱拉线塔的自由扭振机理;建立考虑主柱扭振的特高压单柱拉线塔的拉线-主柱耦合振动模型,分析研究拉线-主柱耦合振动特性;通过脱冰工况下特高压单柱拉线塔拉线-主柱耦合振动分析,研究其在强扭转激励作用下的非线性振动特性。 .项目研究了拉线系统、主柱的扭转刚度计算方法,对单柱拉线塔进行简化,提出了单柱拉线塔的单自由度、两自由度振动模型,给出了扭振频率的简化分析方法;建立了考虑主柱扭振的特高压单柱拉线塔的拉线-主柱耦合振动模型,采用Galerkin方法对建立的振动方程进行离散,采用Runge-Kutta法对其进行参数分析,揭示了考虑梁扭振的索-梁耦合振动特性,丰富了索-梁耦合振动的研究结论;数值模拟导地线的不同期脱冰工况,建立考虑拉线-主柱耦合振动的全塔有限元模型,揭示了特高压单柱拉线塔在强扭转激励作用下拉线-主柱耦合振动特性。.本项目的开展推动了拉线塔非线性动力特性的研究,能够促进其在工程中的推广应用,进而节约特高压线路建设成本,具有重要的科学意义和工程价值

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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