大跨越输电塔风振控制.pptx
《大跨越输电塔风振控制.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《大跨越输电塔风振控制.pptx(47页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、主要内容主要内容1 研究目的、意义及国内外研究概况研究目的、意义及国内外研究概况2 工程背景和力学模型工程背景和力学模型3 阻尼器的设计及振动控制布置方案研究阻尼器的设计及振动控制布置方案研究4 塔线耦合体系在横风作用下的振动控制研究塔线耦合体系在横风作用下的振动控制研究5 结论结论1 研究目的、意义及国内外研究概况研究目的、意义及国内外研究概况第第1 1章章研究目的及意义研究目的及意义国内外研究状况国内外研究状况本文的主要创新点本文的主要创新点1 研究目的、意义及国内外研究概况研究目的、意义及国内外研究概况1.1 研究目的和意义研究目的和意义 在我国,输电线路的风致振动风致振动导致输电塔强烈
2、振动甚至倒塌之事时有发生。特高压输电线路是生命线工程,输电塔的强烈振动会带来安全隐患。对晋东南南阳荆门1000kV输电线路的汉江大跨越输电塔进行振动控制研究既有重要的理论意义,又有保证线路安全运营的现实价值。1.2 国内外研究概况国内外研究概况 1 研究目的、意义及国内外研究概况研究目的、意义及国内外研究概况 国外:国外:以美国和日本为代表的一些学者对塔线耦合体系的风致振动分析方法和振动控制措施作了研究,其中Battista等提出了一种非线性摆锤吸振器设计方法。国内:国内:对塔的风振控制方面的研究起步较晚对塔的风振控制方面的研究起步较晚v同济大学采用MTMD和VED对塔架进行联合振动控制研究,
3、武汉理工大学对塔线耦合体系进行了动力特性影响因素的研究;1 研究目的、意义及国内外研究概况研究目的、意义及国内外研究概况v李宏男、梁枢果等提出了多质点简化计算模型,将输电塔简化为具有多个集中质量的串联多自由度体系,导线简化为多个集中质点,各集中质点之间由刚性杆相连,利用该模型开展了高压输电塔线体系的地震反应研究。并针对输电塔线体系属高柔结构,风荷载是主要荷载的特点,对输电塔线体系的频域风振响应做了研究;1 研究目的、意义及研究内容研究目的、意义及研究内容l以沿山头输电塔为背景,研究了TMD对大跨越输电塔脉动风响应的振动控制问题;l以王家滩输电塔为背景,通过计算和实测研究了加设VED的减振效果;
4、l以李埠输电塔为背景,研究了铅阻尼器对大跨越输电塔风振响应的控制问题;l数值仿真了空间相关的输电塔脉动风速场;l以塔坪桥大跨越输电塔为背景,运用有限元法分析了架空输电线路的顺风向动力响应。v华中科技大学在输电塔的风振控制方面做了以下工作:华中科技大学在输电塔的风振控制方面做了以下工作:1 研究目的、意义及国内外研究概况研究目的、意义及国内外研究概况1.3 本文的主要创新点本文的主要创新点v编制了空间相关的脉动风速场模拟程序WVFMv开发了适于用大跨越输电塔的橡胶铅芯阻尼器v探索了橡胶铅芯阻尼器的最佳控制方案v总结了橡胶铅芯阻尼器对大跨越输电塔的控制效果2 工程背景和力学模型工程背景和力学模型第
5、第2 2章章力学模型力学模型工程概况工程概况 本文研究中取大跨越酒杯输电塔的呼高为168m,塔位地面标高47m;耐张塔的呼高为40m,地线挂点高72m;跨越形式为耐直直耐,档距分配为706m1650m600m。2 工程背景和力学模型工程背景和力学模型2.1 工程概况工程概况导线型号:6AACSR/EST500/230地线型号:JLB20B240,OPGW250 2 工程背景和力学模型工程背景和力学模型本工程塔型采用单回路直线跨越塔和单回路跨越耐张塔,直线跨越塔中导线与边导线间的线间距离为29m,耐张塔为19m,两种塔的导、地线挂线点之间存在悬挂偏角,导线挂线偏角为1,地线挂线偏角为1.5。在单
6、塔有限元建模时,利用ANSYS建立空间三维有限元模型,顺线方向(X方向),竖向(Y方向),横向(Z方向),共574个节点,塔杆采用1520个BEAM44单元模拟,塔底四角固结。2 工程背景和力学模型工程背景和力学模型2.2 力学模型力学模型 在塔线有限元建模时,根据性能参数等效的原则,将导线6AACSR/EST-500等效为一根导线,利用ANSYS建立空间三维有限元模型,顺线方向(X方向),竖向(Y方向),横向(Z方向)。考虑了三相导线和两相地线,此时模型共1698个节点,塔杆采用4116个BEAM44单元模拟,地线、绝缘串、导线共采用84个LINK10单元模拟,塔底四角固结。根据受力特点,地
7、线、导线端处理成铰接。2 工程背景和力学模型工程背景和力学模型3 阻尼器的设计及振动控制布置方案阻尼器的设计及振动控制布置方案第第3 3章章各种阻尼器比选各种阻尼器比选橡胶铅芯阻尼器的性能特点橡胶铅芯阻尼器的性能特点橡胶铅芯阻尼器数学模型橡胶铅芯阻尼器数学模型橡胶铅芯阻尼器的构造和安装橡胶铅芯阻尼器的构造和安装橡胶铅芯阻尼器布置方案橡胶铅芯阻尼器布置方案v金属屈服阻尼器金属屈服阻尼器 将结构振动的部分能量通过金属的屈服滞回耗能耗散掉;v摩擦阻尼器摩擦阻尼器 将结构振动的部分能量通过阻尼器中元件之间的摩擦耗能耗散掉;v粘性液体阻尼器粘性液体阻尼器 将结构振动的部分能量通过阻尼器中流体的粘滞耗能耗
8、散掉;v粘弹性阻尼器粘弹性阻尼器 将结构振动的部分能量通过阻尼器中粘弹性材料的剪切变形耗能耗散掉。3 阻尼器的设计及振动控制布置方案阻尼器的设计及振动控制布置方案3.1 各种阻尼器比选各种阻尼器比选3 阻尼器的设计及振动控制布置方案阻尼器的设计及振动控制布置方案+粘弹粘弹橡胶橡胶铅芯铅芯橡胶橡胶铅芯铅芯 3.2 3.2 橡胶铅芯阻尼器的性能特点橡胶铅芯阻尼器的性能特点橡胶铅芯阻尼器示意图橡胶铅芯阻尼器示意图本构关系示意图本构关系示意图v充分利用了铅和粘弹橡胶两种材料的特点,具有较大的耗能能力;v铅的力位移滞回曲线近似为矩形,即铅在屈服前刚度无穷大,屈服后刚度为零,而橡胶的力位移滞回曲线近似为一
9、直线,且刚度较小,因此橡胶铅芯阻尼器具有较大的初始刚度和较小的屈服后刚度;v橡胶铅芯阻尼器的性能稳定、在一定条件下受温度、频率和应变幅值等因素的影响较小;v镶嵌在钢管的内侧,既不增加迎风面积,又不影响塔的美观;v构造简单、造价低廉、施工方便。3 阻尼器的设计及振动控制布置方案阻尼器的设计及振动控制布置方案3 阻尼器的设计及振动控制布置方案阻尼器的设计及振动控制布置方案0.5Hz-2mm实验曲线:实验曲线:3.3 橡胶铅芯阻尼器参数计算橡胶铅芯阻尼器参数计算v屈服前刚度较大,屈服后刚度较小;v屈服后继续加载,荷载位移曲线基本上为一直线;v在屈服后卸载,初始卸载刚度较大,而后逐渐减小,直到反向加载
10、屈服;v滞回环两端较为丰满,随着循环次数的增加,滞回环几乎不发生改变;3 阻尼器的设计及振动控制布置方案阻尼器的设计及振动控制布置方案由图可看出:由图可看出:3 阻尼器的设计及振动控制布置方案阻尼器的设计及振动控制布置方案橡胶铅芯阻尼器数学模型双线性数学模型:双线性数学模型:阻尼器采用弹簧-滑移单元COMBIN40模拟。单元通过两个节点、两个弹簧常数k1和k2(力/长度)和一个界限滑移力FSLIDE(力)进行描述。v橡胶铅芯阻尼器的屈服剪力主要由铅芯提供,其计算公式为 v阻尼器的第二刚度主要由橡胶提供,其计算公式为 其中,为橡胶的厚度,为橡胶面积,为橡胶的剪切模量。3 阻尼器的设计及振动控制布
11、置方案阻尼器的设计及振动控制布置方案橡胶铅芯阻尼器参数计算如下:橡胶铅芯阻尼器参数计算如下:v阻尼器的第一刚度为铅芯屈服前的刚度加橡胶刚度,其计算公式为 其中,为铅芯的屈服位移。v阻尼器的出力为:其中,为阻尼器的相对位移。3 阻尼器的设计及振动控制布置方案阻尼器的设计及振动控制布置方案3 阻尼器的设计及振动控制布置方案阻尼器的设计及振动控制布置方案参数第一刚度k1(N/mm)第二刚度k2(N/mm)起滑力Qslide(kN)数值81.476.1422.6橡胶铅芯阻尼器参数橡胶铅芯阻尼器参数 橡胶铅芯阻尼器是由钢板、橡胶和铅芯组成,橡胶与约束钢板通过高温高压硫化为一体,铅芯成型后压入预留孔中。由
12、上面的计算可得,本工程中所用的橡胶铅芯阻尼器的各参数如下:3.4 橡胶铅芯阻尼器的构造和安装橡胶铅芯阻尼器的构造和安装3 阻尼器的设计及振动控制布置方案阻尼器的设计及振动控制布置方案橡胶铅芯阻尼器示意图 v在本工程中所用的橡胶铅芯阻尼器的尺寸和外形如图所示。3 阻尼器的设计及振动控制布置方案阻尼器的设计及振动控制布置方案橡胶铅芯阻尼器安装示意图 v将橡胶铅芯阻尼器并联安装于塔杆上的钢管内侧,单个阻尼器的连接安装方式见连接安装示意如图所示。3 阻尼器的设计及振动控制布置方案阻尼器的设计及振动控制布置方案阻尼器连接板示意图 v其中连杆的受力70kN,由于钢管两端的相对位移主要由阻尼器承担,要避免连
13、杆的变形,就必须加大其截面尺寸,使其承载力达到出力的若干倍。连接钢板采用圆形连接板,其外形和尺寸如图所示,连接螺栓起固定和连接作用,采用8个M16。3 阻尼器的设计及振动控制布置方案阻尼器的设计及振动控制布置方案ZBK跨越直线塔阻尼器安装图 v阻尼器的安装 为了减少塔的风振反应,在ZBK跨越直线塔的曲臂主材内安装阻尼器,如图所示。由于阻尼器不能遇高温,必须在塔体镀锌完成后,才能与塔身主材焊接,焊接后涂环氧树脂富锌漆防腐。3.5 阻尼器布置方案阻尼器布置方案v方案0 不加阻尼器v方案1 塔头顶横担边缘杆件加16个阻尼器v方案2 塔头上半部分边缘杆件加16个阻尼器v方案3 塔头下半部分边缘杆件加1
14、6个阻尼器v方案4 塔身上半部分四角杆件加24个阻尼器 v方案5 塔身下半部分四角杆件加20个阻尼器v方案6 方案2+方案3共加32个阻尼器 3 阻尼器的设计及振动控制布置方案阻尼器的设计及振动控制布置方案减振率定义:减振率定义:3 阻尼器的设计及振动控制布置方案阻尼器的设计及振动控制布置方案vA点为塔头根部节点,B点为塔头上、下部分相交点,C点为横担外边缘节点,D点为塔头节点,AD点与AD对称,皆为提取位移、速度、加速度关键点。v钢管1为塔身顶部边缘杆件和钢管2为塔身底部边缘杆件,皆为提取内力部位的控制构件。返回33页 返回39页4 塔线横风作用下的振动控制研究塔线横风作用下的振动控制研究第
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 跨越 输电 塔风振 控制
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【胜****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【胜****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。