格构式输电铁塔的应变模态分析

基于一维单元空间变形的力学关系,提出一种适用于格构式结构的应变模态分析方法。在位移模态分析的基础上,给出了利用单元轴向长度、扭转角以及弯曲角的变化计算单元轴向、扭转以及弯曲应变的一般表达式。以典型超高压耐张转角塔为例进行应变模态分析,分析结果表明该耐张转角铁塔在上下横担之间部位的横隔材处和部分主材承受有较大的轴向应变,而处于瓶口横隔材和塔头部位的横隔材则承受有较大的扭转和弯曲应力。由模态叠加原理,结构风振响应主要成分为相应几阶位移模态的比例和,基于此验证风振动应变响应与应变模态之间的关系。采用Kaimal风速谱模拟输电铁塔风场风速,并转换为各节间风载,在ANSYS中通过完全法瞬态动力分析获得结构的动应变分布特性,结果显示铁塔动应变与低阶应变模态极值分布位置吻合较好。     

地表水平变形对高压线铁塔的影响研究

以采动影响下高压线铁塔为原型,采用数值模拟方法对地表水平变形与铁塔内力和变形的关系进行了研究.分析了高压线铁塔在不同地表拉伸、压缩变形影响下铁塔内力和位移的变化规律.研究表明,随着地表水平拉伸变形值的增加,高压线铁塔内杆件的轴向压应力和拉应力均呈二次方关系增加;随着地表水平压缩变形值的增加,高压线铁塔内杆件最大压应力和最大拉应力均呈对数关系递增.地表拉伸变形对高压线铁塔的影响大于地表压缩变形的影响;地表水平变形对高压线铁塔倾斜度及横担歪斜度影响相对较小.     

正交异性钢桥面板横隔板及内隔板结构优化

正交异性钢桥面板纵肋与横隔板连接处疲劳机理复杂,分析较为困难,针对这一问题,以横隔板弧形开口与U肋和横隔板焊缝端部周围区域为研究位置,结合区域内的应力分布规律,深入分析其受力机理,找出此区域内的疲劳易损点。以易损点构造细节的疲劳应力为控制指标,提出变厚度横隔板、双内隔板及横隔板与纵肋连接处反向圆弧切口等降低疲劳应力的构造形式,经过有限元计算,结果表明：变厚度横隔板和双内隔板分别对弧形开口处和焊缝端部的疲劳有明显的改善效果;反向圆弧切口可以使几何线性更加平顺,降低由于几何不连续导致的应力集中,可以显著降低上述两类疲劳细节的疲劳应力。     

Q690耐张塔多环板空间节点力学性能研究

多环板空间节点杆件交汇繁多,应力分布复杂,为研究高强钢多环板空间节点的受力性能,开展Q690高强钢SJC1型耐张塔足尺试验,并建立了变坡和横担处空间节点的有限元模型,基于大风等不利工况研究了不同加载模式下空间节点的力学性能,揭示其空间耦合受力机理.分析结果表明:断线和大风等不利工况下环板或加劲肋与主材连接处、槽形插板与支管连接处应力较大,应严格控制焊接质量,防止节点由于焊缝开裂而破坏;在大风工况下所有杆件同比例加载至250%时,变坡和横担处节点分别在环板与主管交界处的99°和90°方向出现最大应力,横担节点设计安全冗余度较高;变化关键受力杆件加载比例,环板与主管交界处的应力增长主要沿支管轴线方向与节点板相交位置处分布,应力水平与支管所承受的荷载正相关,空间耦合加载下不同支管间的环板与主管交界处应力增长变化较小.     

覆冰导线静张力对输电塔横担的作用特征

为了研究输电塔横担在覆冰导线作用下的受力变形特征,以在冰灾发生时横担严重破坏的某转角耐张塔为对象,按照模型相似理论制作大比例节段模型,进行模拟导线重覆冰状态下的静力加载试验.考虑连接偏心、节点板厚度和螺栓长度等因素对构件传力路径的影响,建立中横担精细化有限元模型,对试验全程进行模拟并与试验对比.在此基础上通过非线性屈曲计算,获得覆冰导线静张力作用下横担的失效模式及薄弱位置.研究表明：横担主材两端螺栓分别连接在角钢的水平肢和竖直肢上会造成构件各个截面应力状态相差很大并使受压构件在局部位置产生受拉区域.对于斜材,连接偏心引起的弯矩和二阶效应不可忽略,且受压斜材是横担的薄弱环节,斜材稳定承载力的不足会导致横担的整体失效．     

地表倾斜变形对高压线铁塔的影响研究

以采动影响下高压线铁塔为原型,采用数值模拟方法对地表倾斜变形与铁塔内力和变形特征关系进行了研究,分析了不同地表倾斜变形情况下高压线铁塔内力、位移和基础支座反力和临界地表倾斜值．结果表明：随着地表倾斜值的增加,高压线铁塔杆件的轴向压应力及拉应力最大值均呈二次方关系增加,高压线塔倾斜度及横担歪斜度呈线性关系增加．当采动引起的地表倾斜变形超过安全临界倾斜变形值时,铁塔杆件最大轴向应力超过其许用应力,处于不安全状态;高压线铁塔基础支座反力呈显非线性变化．这些研究为采动区高压线铁塔的安全性分析与评价提供了理论依据．     

酒杯塔塔线耦合体系覆冰导线舞动分析

采用非线性有限元分析方法研究了塔线耦合体系覆冰导线舞动的规律及特点,以及输电线舞动对酒杯塔受力及变形的影响发现绝缘子的布置型式对覆冰导线舞动的幅值及规律有很大的影响;由于塔线耦合的作用,左右跨的各相导线在具有相同覆冰厚度、形状以及受相同气动载荷情况下,所形成的舞动幅值及相位存在差异,从而导致输电线作用在塔上的力沿各方向分力不平衡,导致输电塔产生沿导线方向侧弯变形、与导线垂直方向侧弯变形以及横担的扭转变形;在导线舞动过程中输电塔的最大应力交替出现在塔头刚度较弱的部位.     

110kV输电钢管杆的动力性能分析

利用ANSYS软件对110kV直线型输电钢管杆进行模态分析、谱分析和瞬态分析,得到其振动特性、地震作用响应和脉动风振响应,并分析了横担对主杆动力响应的影响。结果表明,钢管杆的变形随着高度而增大,应力水平较低,抗震抗风性能良好;钢管杆具有较大的柔度和强度富余,位移是其设计的控制因素;主杆和横担的联接处局部应力过大,需通过构造措施予以加强;对横担的截面、质量和位置进行合理优化布置可以减小主杆的动力响应。     

交流线路500kV双回耐张换位塔跳线设计探究

双回耐张换位塔上、下主横担远离塔身侧，铁塔两侧之跳线母线横担斜对称，可有两种布置方式，因此相应的，导线与母线连接之跳线有两种不同的接法，通过分析对比这两种跳接方式下，跳线对塔身及金具的电气距离，得出最有利的跳线母线横担布置方式及跳线设计。     

正交异性桥面板横隔板圆弧过渡处剪切疲劳强度实验研究

为了研究正交异性桥面板横隔板圆弧过渡处的疲劳特性,本文以九江长江大桥实际结构为例制作了横隔板与U型肋局部构造细节疲劳试验试样,实验结果发现13个试样中有8个试样疲劳裂纹发生在横隔板与U型肋焊缝处,而有5个试样疲劳裂纹发生在横隔板母材圆弧过渡处,说明横隔板圆弧过渡处为疲劳破坏的危险部位之一.有限元分析与应力测试表明,该处为压应力状态区域,而剪切应力较大,其疲劳失效形式为剪切疲劳破坏,通过将实验数据与欧洲规范Eurocode3进行比较,该部位满足容许剪切应力幅值为100 MPa的Δτ-N曲线方程.该研究结果可为正交异性桥面构造细节强度设计和寿命评估提供参考.