钢格构式塔架结构风振疲劳寿命中几个关键问题研究

基本信息
批准号:51208291
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:王钦华
学科分类:
依托单位:汕头大学
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:喻莹,周奇,许平生,段旻,张乐乐,李建新
关键词:
钢格构式塔架风洞试验风振响应风振疲劳高频天平
结项摘要

Steel lattice towers are widely used in industry and daily life, the structure is generally light, flexible and low damping. The stress intensity of structure often meets the demand of related code during the course of design, but long-time and large amplitude vibration of structure cause wind-induced fatigue failure under wind load, which brings negative impacts to industrial production and daily life. The program focuses on three key problems on wind-induced fatigue life taking the characters of wind load and lattice tower into account, the main contents of the program are as follows.⑴ The synchronous aerodynamics on two model of lattice structure will be measured in the wind tunnel by simultaneously using two high-frequency base balance, and the coherence function of aerodynamics will be fitted based on results from wind tunnel test.⑵ The analysis method ,which meets the requirements of saving time and accuracy, will be established and then wind-induced stress responses of structure will be calculated during the each stage of failure evolution process based on results from wind tunnel test. ⑶Wind-induced fatigue damage of element will be calculated and furtherly safety residual equations for ultimate limit state of the structures will be established with consideration of joint distribution of wind speed and direction. The achievements of the program are useful to the analysis of wind-induced response and the design on wind-induced fatigue for steel lattice tower.

钢格构式塔架结构广泛的用于生产和生活中,该类结构具有轻质、柔性的特点。结构在设计时的强度往往是满足要求,但长时间较大幅度的风致振动会引起结构的疲劳破坏,这些结构的破坏给生产和生活带来很大的影响。本研究课题结合风荷载和格构式塔架结构的特征,对该类结构风振疲劳寿命研究中还存在的问题进行完善,主要内容包括:⑴同时使用两个高频底座天平对格构式塔架结构片段模型进行风洞试验,同步测量两个片段模型上的气动力,分析试验数据并拟合适用于该类结构气动力的相干函数;⑵在风洞试验测得气动力的基础上,建立既计算省时又满足精度要求的风振应力响应分析方法,并计算失效演化历程任意阶段中各个构件的风振应力响应;⑶分析构件的疲劳累积损伤并识别失效构件以及生成主要失效模式的安全余量方程,在主要失效模式的安全余量方程中体现风向和平均风速联合随机变量的影响。本研究课题为钢格构式塔架结构的风振响应分析、疲劳寿命设计提供参考。

项目摘要

钢格构式塔架结构广泛的用于生产和生活中,该类结构具有轻质、柔性的特点。结构在设计时的强度往往是满足要求的,但长时间较大幅度的风致振动会引起结构的疲劳破坏,这些结构的破坏给生产和生活带来很大的影响。本研究课题结合风荷载风速风向联合分布等特征首先建立了钢格构式塔架结构风振疲劳寿命可靠性分析的研究框架,本研究框架包括:失效历程各阶段中风振应力响应的分析模型、失效模式的识别以及安全余量方程的建立,该框架对于计算复杂结构风振疲劳寿命可靠性分析具有较大的参考价值;其次,为了验证该分析框架在工程当中的应用,对一典型的钢格构式输电线塔工程实例进行风振疲劳寿命可靠性分析,在工程实例分析过程中为了获得作用在结构上的气动力,同时使用两个高频底座天平对一典型的钢格构式输电线塔结构片段模型进行风洞试验,同步测量两个片段模型上的气动力,根据试验结果并考虑气动力的相关性,建立即计算省时又满足精度要求的风振应力响应分析模型。由于制作上部天平结构支撑设备的精度原因导致了该试验数据无法应用,具体的失败原因会在正文里详细阐述。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
2

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

DOI:10.3969/j.issn.1002-0268.2020.03.007
发表时间:2020
3

基于分形维数和支持向量机的串联电弧故障诊断方法

基于分形维数和支持向量机的串联电弧故障诊断方法

DOI:
发表时间:2016
4

宽弦高速跨音风扇颤振特性研究

宽弦高速跨音风扇颤振特性研究

DOI:
发表时间:2021
5

F_q上一类周期为2p~2的四元广义分圆序列的线性复杂度

F_q上一类周期为2p~2的四元广义分圆序列的线性复杂度

DOI:10.11999/JEIT210095
发表时间:2021

相似国自然基金

1

高耸格构式塔桅结构风工程研究

批准号:59578050
批准年份:1995
负责人:孙炳楠
学科分类:E0810
资助金额:6.00
项目类别:面上项目
2

格构式高耸结构横风向风振的理论与实验研究

批准号:50278073
批准年份:2002
负责人:梁枢果
学科分类:E0810
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
3

钢管混凝土格构式风力发电机塔架结构受力性能和设计方法研究

批准号:51068021
批准年份:2010
负责人:李斌
学科分类:E0804
资助金额:29.00
项目类别:地区科学基金项目
4

格构式输电塔顺风向抖振响应气动导纳函数研究

批准号:U1504502
批准年份:2015
负责人:张庆华
学科分类:E0810
资助金额:27.00
项目类别:联合基金项目