国家自然科学基金(51308570)
- 作品数：36 被引量：73H指数：6
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- 相关领域：电气工程理学建筑科学交通运输工程更多>>
- 考虑温度效应的覆冰导线动力学建模及舞动特征研究被引量：5
- 2021年
- 针对以往研究忽略了温度效应对覆冰导线舞动特性的影响,本文推导了考虑温度效应影响的覆冰导线舞动控制方程。基于悬链法、热应力理论推导了覆冰导线的偏微分舞动方程,接着通过Galerkin法将该偏微分方程转化为常微分方程。建立气动载荷模型,将气动力引入到舞动方程中,随后采用多尺度求得了覆冰导线的位移响应,最后进行了参数分析、算例分析。结果表明:温度对覆冰导线面内、面外的频率影响显著,且对覆冰导线舞动的幅值也有一定的影响。可见针对覆冰导线舞动特征的影响研究,有必要考虑温度效应的影响,本文的研究成果有利于理论建模的完善,也能给予实际工程一定的参考。
- 闵光云刘小会蔡萌琦蔡萌琦孙测世张春霞
- 关键词：温度效应覆冰导线幅值
- 基于3自由度的新月形覆冰输电线舞动稳定性研究被引量：7
- 2020年
- 针对覆冰输电线舞动问题提出了一种基于非对称空气动力系数矩阵的临界风速计算方法.基于拟静态理论得到覆冰输电线的气动载荷,该气动载荷考虑了横向运动以及扭转运动对相对风攻角的影响,最后建立等效的3自由度覆冰输电线舞动模型.在初始风攻角处对气动载荷进行泰勒展开,得到非对称的线性空气动力系数矩阵.结合3自由度振动方程以及非对称空气动力系数矩阵,采用Rourh-Hurwitz准则计算覆冰输电线舞动发生的临界风速.通过风洞实验测得新月型覆冰单导线的空气动力系数,根据本文提出的理论分析了竖向振动频率、面外振动频率以及扭转振动频率对临界风速的影响,最后与DenHartog理论得到的临界风速进行了对比.本文研究成果对于指导覆冰输电线路防舞设计具有理论意义.
- 马伦伍川张博杨晓辉刘小会
- 关键词：舞动临界风速空气动力载荷风洞试验
- 三阶模态耦合效应下悬索的1∶1主共振与稳定性分析
- 2022年
- 针对悬索的振动,研究了模态耦合效应对悬索振动特征的影响。首先基于哈密顿原理推导了考虑抗弯刚度影响的悬索的偏微分振动方程,采用Galerkin方法得到了悬索的前三阶模态耦合振动常微分方程组。采用多尺度法分析了悬索的一阶、二阶和三阶主共振,得到了一阶、二阶和三阶主共振的幅-频响应方程,接着基于Lyapunov稳定性理论进行了稳定性分析,最后进行了数值算例分析。算例分析表明,当1∶1主共振发生时,一阶主共振产生的幅值远大于二阶和三阶主共振产生的幅值,即当悬索振动时,能量主要以一阶模态幅值的形式散发;在同阶次幅值-σ曲线中,随着F的增加,1∶1主共振产生的幅值有所增加;在幅值-V曲线中,随着σ的增加,临界跳跃点有向右偏移的趋势,σ增加会导致幅值增加;档距越大,一阶、二阶和三阶1∶1主共振产生的幅值越大,但一阶主共振产生的幅值增加最为明显。
- 闵光云刘小会蔡萌琦易航宇孙测世
- 关键词：悬索多尺度法
- 考虑尾流效应的新月形覆冰四分裂输电线舞动稳定性被引量：2
- 2021年
- 针对新月形覆冰四分裂输电线各子导线气动参数不同的问题提出一种考虑尾流影响的临界风速计算方法。基于拟静态理论得到覆冰四分裂输电线的气动载荷,建立等效的3自由度覆冰四分裂输电线力学舞动模型。在初始风攻角处将气动系数泰勒展开。新月型覆冰四分裂导线的空气动力系数由风洞模拟试验测得。根据理论公式,使用MATLAB进行编程计算临界风速,将由理论确定的临界风速与根据Den Hartog和Nigol理论确定的临界风速进行对比分析。分析垂直、水平以及扭转振动频率和覆冰厚度对临界风速的影响。研究成果对于覆冰四分裂输电线路稳定性判断具有重要的理论指导意义。
- 邹明刘小会蔡萌琦伍川叶中飞张博
- 关键词：振动与波舞动临界风速风洞试验
- 人行悬索桥地震响应分析
- 2021年
- 以城口人行悬索桥为研究对象,运用ABAQUS进行了反应谱分析;采用三角级数法模拟了3组人工地震波,选取其中对结构产生最大影响的人工地震波进行时程分析,并与反应谱分析结果进行了对比。研究表明:地震作用下主缆及主梁最不利位置分别发生在东侧索塔处和跨中;人行悬索桥结构柔软,在反应谱上处于长周期范围,地震激励反应较小,但自重荷载反应较大,在反应谱结果输出时必须考虑自重荷载;时程分析结果普遍比反应谱分析结果大,人行悬索桥内力响应峰值吻合较好,位移响应峰值偏差大部分在10%~30%内,吻合度基本满足抗震规范要求。
- 刘小会许杨陈思甜徐略勤
- 关键词：桥梁工程人工地震波反应谱法
- 山地输电线动刚度计算及模态分析
- 2019年
- 为了揭示地形变化对连续档输电线动态特性的影响,本文提出了基于任意高差角的动刚度理论.首先将单档导线视为连续档导线的子结构,构建了两悬挂点不等高的单档导线振动方程,并在该理论方程中引入了二次项,能够考虑重力沿弦向分量的影响,推导出绝缘子串绕其悬挂点转动的动刚度计算方法,通过动刚度理论研究连续档导线横向振动模态和频率,并应用有限元软件ABAQUS验证理论模态和频率公式的准确性.所得结果表明,动刚度的计算方法具有较高的精度,理论模态与有限元输出结果吻合较好,同时获得的频率和模态可为山地高压输电线路防舞技术的研究提供依据.
- 胡友刘小会蔡萌琦严波
- 关键词：动刚度连续档模态ABAQUS
- 考虑弯曲刚度的索桥耦合系统振动特征分析
- 2021年
- 本文建立了拉索—桥面耦合的非线性振动模型,求解了该耦合共振模型的位移响应,还考虑了弯曲刚度对拉索位移响应的影响.首先通过哈密顿变分准则求得了拉索的振动方程,接着以动张力为媒介求得了拉索—桥面耦合模型的振动方程,基于Galerkin法将该振动方程转化为常微分方程,利用多尺度法分析了该常微分方程的共振模式,并介绍了四阶龙格-库塔(Runge-Kutta)方法的计算原理,最后通过数值算例对该微分方程进行了系统地分析.算例分析表明:拉索面内、面外、桥面之间的耦合显著,拉索面内的振动位移远大于面外的摆动位移;针对小直径拉索动力学分析时,可忽略弯曲刚度对拉索振动特征的影响,但针对特大直径拉索动力学分析时,需考虑弯曲刚度对拉索振动特征的影响;对于小跨径、小张力拉索,弯曲刚度不会改变拉索共振的性质,但会使得拉索发生共振的条件具有向左偏移的趋势,且面内偏移的趋势不明显,但面外偏移的趋势很显著;对于大跨径、大张力的拉索,可忽略弯曲刚度对拉索发生共振条件的影响.
- 闵光云刘小会刘菊芳孙测世蔡萌琦
- 关键词：拉索多尺度法
- 周期荷载激励下覆冰输电线的主共振及谐波共振分析
- 2022年
- 为了研究动态风对覆冰输电线非线性舞动特征的影响,在原有稳定风作用下覆冰输电线舞动控制方程中添加周期激励载荷,并建立了新的受迫-自激振动控制方程,该控制方程也适用于描述相邻档导线对舞动档导线运动特征的影响。运用多尺度法分别对弱激励和强激励下的受迫-自激振动求解,得到主共振和谐波共振的幅频响应函数,分析了受迫-自激系统的主共振、超谐波和亚谐波共振。研究表明:弱激励下的主共振,当调谐参数大于0时,风速或激励幅值的增加会使得响应幅值出现跳跃、多值等不稳定的非线性动力学行为,并呈现硬弹簧特征;强激励下的自激系统,当激励频率接近固有频率的整数倍和分数倍时,更容易出现2次超谐波共振和1/2次亚谐波共振;当发生1/2次亚谐波共振时,随着激励幅值的增大,响应幅值也不断增大,共振峰值对应的调谐参数趋向于正轴方向,呈现硬弹簧特征,风速的增加会增强系统的非线性和硬弹簧特征。
- 刘小会杨曙光蔡萌琦邹明孙测世
- 关键词：输电线舞动主共振
- 关键参数影响下的四分裂导线驰振研究被引量：2
- 2019年
- 根据四分裂导线节段模型的风洞试验获得了子导线空气动力系数随风攻角的变化曲线,通过改变风速研究了导线气动参数对风速的敏感性,同时特别考察了迎风导线尾流对下风子导线气动参数的影响,并验证了风洞试验风攻角间隔的精度。在ABAQUS有限元软件中建立四分裂导线的有限元模型,通过UEL施加气动载荷及子导线之间的电磁力。根据数值模拟结果探讨了档距和电流强度对四分裂导线驰振幅值、驰振轨迹及驰振模式的影响。研究结果对四分裂导线驰振机理的研究及防振有一定的参考意义。
- 杨晓辉刘小会徐倩伍川周林抒蔡萌琦
- 关键词：桥梁工程驰振电磁力
- 基于接触模型的球头挂环仿真分析与优化方法研究被引量：1
- 2020年
- 球头挂环作为输电线路的关键部件,起到保证输电线路安全运行的作用。为了对球头挂环进行优化研究,在顺风向水平力作用下,基于Abaqus有限元软件对球头挂环进行了非线性静力仿真分析,通过建立2种不同型号的球头挂环接触模型,设置不同的网格密度、接触面宽度,接触类型采用面-面接触,讨论了球头挂环尺寸、网格密度和接触面宽度对最大应力的影响规律。计算结果表明,2种型号球头挂环在不同网格密度下的接触宽度与最大应力变化规律基本相同,最大应力值随着接触面宽度的增大而逐渐减小,可分为急速下降区、缓慢下降区、平稳区3个阶段。平稳区的最大应力及波动幅度均较小,可作为理想的球头挂环接触面宽度,其可为今后球头挂环的优化设计提供理论指导依据。
- 刘小会黄飞郑佳艳蔡萌琦周晓慧
- 关键词：有限元分析
