输电线路塔线体系风振耦联效应的数值模拟分析开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1 目的

近代以来,随着我国经济的不断发展发展,工业生产和居民生活对电能的需求量增长强劲。与此同时,我国电力工业得到飞速发展,年发电量稳居世界前列,预计2020年将由目前的世界第二位跃居第一。在持续增加电能开发的同时,输电方式也由传统的高压、超高压输电技术,开始进入特高压输电技术的科学研究与建设规划阶段。伴随着电压等级不断提高,输电线路塔架的高度和档距也随之增加,输电塔架所受到的风荷载越来越大,输电塔线体系具有大跨、高柔的特征,在风荷载作用下塔线体系的振动响应较为剧烈,在强风作用下,倒塔事故时有发生,所以保证输电塔结构的安全性对电力输送来说非常重要。塔-线系统由刚度较大的输电铁塔和对风敏感的柔性导线组成。导线与输电塔二者之间相互影响,共同作用。实测结果表明,输电塔-导线之间的动力耦联作用会对输电塔结构的风振响应产生显著的影响。带有导线的输电塔的反应谱比普通钢塔频率成分要复杂得多。因此,精确的计算输电塔风振动力响应,必须考虑导线与塔之间的耦合关系,把输电塔与导线作为一个整体来考虑,即输电塔-线耦联体系。

对于输电线路塔线体系的研究,目前,国内外的研究者对塔线体系主要进行动力特性、风振响应及风振控制等方面的研究,以期能够达到提高塔线体系的抗震抗风能力、结构控制及优化设计的目标。输电线属于常见的几何非线性结构,实际工程计算中,输电线常被视为不能承受弯矩和压力的理想柔性索结构。柔性索的振动特性以及风振响应分析的相关研究已经开展很多。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1.基本内容:

本文的主要研究内容及步骤如下所示:

(1)基于有限元软件ansys开发环境,以某实际高压输电塔线为对象,建立输电塔-线耦联体系的三维精细化有限元建模。基于随机fourier谱仿真获得风场,通过精细化的有限元模型,计算了设计风速作用下,塔-线耦联体系结构的风振动力响应。

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3. 研究计划与安排

第3周开始:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需相关规范,熟悉背景知识,查阅相关的中文和外文参考文献。确定方案,完成开题报告。

第4-6周:在老师的指导下,根据毕业设计任务书的要求,学习结构有限元建模及风场的计算和模拟方法。

第7-8周:利用有限元软件ansysy对输电线路建模计算,并划分单元。模态分析和校验

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]张勇,严承涌,谢强.覆冰特高压输电塔线耦联体系风致动力响应风洞试验[j].中国电机工程学报,2010,30(28):94-99.

[2]贺业飞.大跨越输电塔结构的风振控制研究[d].浙江大学,2005

[3]gb50009---2010建筑结构荷载规范[s].北京:中国建筑工业出版社,

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