考虑高差覆冰输电线路链式脱冰振动

输电线路是电网中重要的生命线工程,覆冰荷载是输电线路最大威胁之一.以国网新疆电力科学研究院某工程为研究对象,采用商业软件ANSYS进行输电线路的有限元数值仿真,通过冰单元生死技术实现对覆冰输电线链式和同时脱冰振动的有限元分析,得到等高差和有高差下单跨输电线脱冰跳跃高度的规律,由此与缩尺模型实验结果进行对比分析.研究表明:链式和同时覆冰导线脱冰模拟结果与实验吻合很好,相差在5%以内,证明了模拟方式的准确性;在等高差链式脱冰下,随着脱冰速度的增大,最大脱冰跳跃高度会增大逼近到一个定值,而最大轴力不随脱冰速度变化而变化.有高差链式脱冰情况下,保持初张力不变时,随着高差的增大,跨中最大脱冰跳跃高度近似指数增大,链式脱冰的最大跳跃高度逐渐逼近同时脱冰的跳跃高度值;高差的存在会加剧输电线的上翻情况,也即是脱冰跳跃最大高度大于覆冰后的垂度,可以通过降低输电线的初张力或者覆冰厚度来减少上翻情况的发生,降低危险隐患.     

6自由度绳索牵引并联机器人的悬链线建模与动力学分析

针对6自由度大跨度绳索牵引并联机器人存在绳索悬链线效应的问题,分别建立了绳索的直线模型和绳索的悬链线模型,在此基础上推导了并联机器人的动力学模型,并对二者进行分析和比较.在绳索牵引并联机器人逆动力学的求解过程中,采用带约束的非线性优化方法作为求解工具来计算满足绳索单向力约束的绳索张力.仿真结果表明,考虑绳索的悬链线模型时,并联机器人逆动力学解得到的绳索末端张力与绳索的线性模型相比有很大的变化,故绳索悬链线效应不可忽略,动力学分析中必须加入绳索的悬链线模型.     

大跨度吊装机器人绳索张力及工作空间求解

针对大跨度吊装机器人的绳索存在悬链线效应的问题开展研究。首先,绳索为直线模型,建立机器人的运动学和动力学模型。其次,绳索存在重力,大跨度绳索为悬链线模型,为了求解悬链线模型中的绳索张力,采用二次规划方法求解绳索张力优化解。在静力学方程基础上,求得吊装机器人的力可达工作空间和力封闭工作空间。最后,通过MATLAB进行仿真验证,仿真结果表明,力可达工作空间小于力封闭工作空间。比较两种模型的绳长,第1根绳索的长度变化最大,绳索张力较小时,绳索自重不容忽略。     

架空输电线微风振动的室内模拟试验

设计了微风振动室内模拟试验,通过试验研究输电线自阻尼特性、防振锤的消振性能以及阻尼线的消振性能,并与部分理论分析结果进行对比.同时提出进行导线-防振锤体系的模态求解对防振锤的防振设计很有必要.试验结果表明,导线张力对自阻尼的影响较大,改进后的输电线自阻尼计算理论具有合理性;防振锤的安装位置对防振效果影响很大.试验还表明,不同长度单花边阻尼线的谐振频率不同,消振效果有所差异;阻尼线加防振锤措施能发挥其各自的优点,是理想的防振方案.     

基于悬链线元的索穹顶形状精确确定方法

针对目前索穹顶结构研究中其形状确定方面所存在的不足,提出了基于悬链线元逆迭代的精确修正技术,可以精确求得预张力;使其能在考虑索杆自重的情况下,在给定的初始几何位置上严格平衡.由于刚度矩阵形成和已知索的预张力情况求解索原长是运用悬链线元进行结构分析时需要解决的两个先决问题,首先根据目前文献中处理这两个问题的不足,提出了具有大范围收敛性的刚度迭代技术和不需迭代的索原长高精度求解方法;在此基础上引进逆迭代方法,建立了基于悬链线元的逆迭代形状精确确定方法.最后编制程序对算例进行验证,结果表明这一方法精度极高,且收敛速度快,收敛性好.     

多参数影响下输电线链式脱冰实验研究

输电线路脱冰振动产生的动态张力严重时将会导致线路断裂、倒塌等事故.文章以某工程为原型,基于动力相似理论,设计出1:30的单跨覆冰输电线的缩尺模型,采用电磁铁控制集中重物的释放来模拟覆冰输电线中冰荷载的脱落,开展链式脱冰和瞬时脱冰实验研究.研究了脱冰速度、脱冰方向,以及高差和防振锤单跨输电线脱冰振动响应的影响.结果表明:链式脱冰比瞬时脱冰跳跃高度低;无论是链式还是瞬时脱冰,脱冰跳跃最大高度随脱冰速度减小而减小,最终趋于瞬时脱冰的50％;在有减振装置防振锤情况下,链式脱冰减振效果更加明显;跳跃最大高度随高差倾角的增大而急剧增大,从中间到两边的脱冰方式最不利.     

环境与结构因素对输电线舞动的影响

为了确定环境与结构因素对输电线舞动的影响,将输电线舞动的流固耦合问题简化为在气动力作用下的瞬态动力学问题.首先,根据悬索链理论进行静态找型,确定输电线的初始状态,并利用Hartog Den的垂直舞动机理和O.Nigol的扭振机理确定输电线所受到的气动力.其次,应用ANSYS的APDL语言编写有限元批处理程序,建立了两自由度输电线舞动的有限元模型,并依据已有的数据对此模型进行校验.最后,应用所建立的模型分析了风速、空气密度、阻尼比以及初始张力等参数对输电线舞动的影响.结果表明,舞动振幅随风速与空气密度的增大而增大,随阻尼比以及初始张力的增大而减小.     

纱路运行中局部悬链线的形态与张力

对于纺织生产过程中经常遇到的局部悬链线纱路,本文探讨了确定这种局部形态悬链线的具体数学表达式、纱线张力、曲线科率以及偏离直线最大偏距的计算方法,绘制了一系列曲线图来表示它们之间的变化关系.由于采用无量纲参变数表达形式,使其具有一定的普遍意义.按照这些曲线图或算式,结合实测悬链线的形态参数,便可推算出它的张力大小.     

基于分段外推法的锚泊定位悬链线浮子的影响

为研究悬链线中浮子位置和浮力对海洋平台抵抗干扰能力的影响,以分段外推法建立多成分悬链线的数学模型.考虑海流力以及弹性伸长,获得相同预紧力下悬链线长度与顶端水平张力随浮子位置的变化趋势.通过对相同扰动下不同浮子位置对平台位移响应分析,确定在给定干扰力作用下的最佳浮子位置.选用不同浮子的尺寸改变浮力,研究固定干扰力下浮子对悬链线顶端位移以及其长度的影响,获得最佳浮子位置下的浮子尺度.研究结论可为锚泊定位系统中悬链线浮子的配置提供参考.     

双柱悬索拉线塔风致倒塌易损性分析

作为风敏感结构,双柱悬索拉线塔在强风荷载作用下易遭受不同程度的损伤甚至发生倒塌破坏,因此,有必要对其进行风灾易损性分析。为此,本文提出一种双柱悬索拉线塔风致倒塌易损性分析方法。首先,考虑结构参数的不确定性,基于拉丁超立方抽样建立双柱悬索拉线塔不确定性模型,完成所有样本模型的非线性静力推覆分析;然后,利用B-R准则和对数正态分布函数拟合得到双柱悬索拉线塔倒塌易损性曲线;最后,研究风向角和拉线初张力对结构倒塌易损性曲线的影响。研究结果表明：相较于确定性倒塌分析,不确定性倒塌分析能够更好地评估双柱悬索拉线塔的抗风承载能力;风向角对双柱悬索拉线塔的倒塌易损性影响较大,结构的最不利风向角为45°,当基本风速小于56.5 m/s时,结构在任一风向角下的倒塌概率都很小;拉线初张力对结构倒塌临界风速无影响,但对立柱顶点位移易损性曲线影响较大;增大拉线初张力,左右侧立柱的顶点位移易损性曲线均向左移动,且其对背风侧立柱的影响更大。     

空间悬链线索单元的非线性有限元分析

根据弹性悬链线的理论解析解推导出适用于索结构有限元分析的空间悬链线单元,得到了两节点索单元的切线刚度矩阵和索端张力的精确表达式。采用索单元等效节点荷载的全量算法,通过Newdon-rapson双重迭代法实现非线性问题的求解。所提出的基于空间悬链线单元的半解析非线性有限元分析方法可充分考虑几何非线性的影响,实现对任意方向空间荷载下索的初始位形和内力分析。算例表明,该计算方法精确有效。     

山区大高差500 kV输电线路脱冰跳跃高度的计算方法

超特高压输电线路不可避免地经过高海拔和重覆冰的山区，大高差输电线路脱冰造成的不平衡张力和导线跳跃会对其电气及机械性能产生重要的影响。本文针对爬坡、翻山和跨谷等三种典型的山区500kV输电线路，建立了5档导线-绝缘子脱冰跳跃模型，通过附加力法得到了高差形式和高差角对导线跳跃高度幅值和不平衡张力的影响规律。结果表明：脱冰档存在高差时高侧绝缘子挂点受到的不平衡张力比低侧大，随着高差角的增大，低侧绝缘子挂点受到的不平衡张力加速减小，在30°时较高侧悬挂点受到的不平衡张力可达较低侧的3.06倍；相较于跨谷型，翻山型脱冰档两侧受到的不平衡张力更大，随着高差角的增大，翻山型与跨谷型的不平衡张力与跳跃高度均呈相反的变化趋势，在30°时翻山型不平衡张力达到最大值为30454.6N，跳跃高度达到最小值为10.02m，此时跨谷型不平衡张力达到最小值，跳跃高度达到最大值；通过分析弧垂差、跳跃高度幅值及线路高差角之间的关系，拟合得到大高差输电线路导线脱冰跳跃高度的计算公式，对线路设计和运维具有重要的工程价值。     

基于CAN及Web的输电线张力在线监测系统

将CAN总线、Web数据库及车间以太网相结合,本文提出了基于CAN总线及Web的分布式输电线张力在线监测系统,分析了系统的体系结构、模块功能层次以及关键技术。     

桩身外露高度对山区输电线路桩基地震反应的影响

陡坡地形条件下山区输电线塔桩基础由于受坡度、地形地貌的影响,桩身常外露一定的高度。但塔基各桩的桩身外露高度及高差对桩基的地震反应有什么影响,尚不清楚。以地震作用下受损的西南山区某输电线塔桩基础为研究对象,采用FLAC3D数值分析软件,对桩身不同外露高度、不同高差时桩基础地震动力响应的变化情况进行分析。结果表明:随着桩身外露高度的增加,桩身峰值加速度、桩身位移、桩身内力的量值均有所增大。随着相邻桩基高差的减小,桩基础的地震反应也相应减小,进而为抗震设防区陡坡地形条件下合理的选取桩身外露高度提供一定依据。     

架空输电线路纵向不平衡张力的精确计算

不均匀覆冰(或不均匀风)会使直线塔两侧出现不平衡张力,导致铁塔受到弯矩和扭矩或绝缘子串上拔,产生永久性事故。采用悬链线模型精确计算杆塔的不平衡张力,是重覆冰地区架空输电线路设计的基础。本文介绍了求解上述问题数值的精确计算方法,通过与规程对比,表明计算方法正确。     

悬索桥主缆成桥线形的解析计算

根据悬索桥在恒载作用下的力学特点,对悬索桥的主缆线形及无应力索长的计算方法进行了研究.采用悬链线单元建立悬索桥线彤和无应力索长的计算公式,结合施工中加劲粱的架设特点,确定了成桥线形分析中的吊索力,还对计算悬索桥主缆线形的非线性方程组采用Newton-Raphson迭代格式求解并编制程序.最后通过算例验证了该方法的计算精...     

浅析输电线谐波辐射现象

输电线谐波辐射是指地面电力系统在50或60Hz的谐波频率上辐射ELF/VLF电磁波到高空电离层、磁层中的现象。作为近地空间环境的一种人工污染源,这一现象在国外颇受关注,但国内相关的研究资料还相当少。本文首先介绍了输电线谐波辐射现象,接着对输电线谐波辐射与磁层线辐射之间的区别和联系进行阐述,最后介绍了输电线谐波辐射现象的影响以及研究这一现象的意义。     

三维悬线式力矩器的等效刚度模型

三维悬线式力矩器是高密度光学头系统中的核心组件,其等效平动刚度和转动刚度直接决定着光学头克服和补偿系统误差的能力。该文根据三维悬线式力矩器的悬浮支撑模型,依据外力作用下悬线的变形协调关系,利用卡氏最小功原理建立了三维悬线式力矩器在各个有效运动方向上的等效刚度模型。进而由等效刚度可计算出三维悬线式力矩器的固有频率。最后利用Doppler激光测振仪对实验样品进行固有频率测试,实验结果与理论结果相比,最大误差不超过8.5%。该等效刚度模型对力矩器可动部的设计具有重要的理论指导作用。     

考虑多种因素的覆冰输电线舞动的有限元分析

采用梁单元模拟覆冰输电线,利用Newmark时间积分和Newton-Raphon非线性迭代法求解有限元方程,编写了相应的有限元程序,通过有限元软件ANSYS计算并验证了方法和程序的正确性.研究了风速、和档距长度对舞动幅值及导线舞动过程中张力的影响,同时探讨了攻角对舞动的影响,得出了一些重要规律,为导线舞动的预防及减小舞动的幅值提供了依据.     

悬链线方程在高压架空输电线路中的应用

通过分析高压架空输电线路受力情况,得出其轨迹方程为悬链线方程的结论.然后利用悬链线方程近似方法分析计算在一般情况下和等高条件下的悬长、重心、弧垂及受到的张力情况.