输电线路钢管塔小角度K形节点承载力研究

现有的K形节点试验数据及我国《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)的计算公式均是在主管与支管的夹角大于等于30°的情况下给出的。对于输电线路钢管塔而言,受电气间隙或线路走廊的影响,主管与支管的夹角有时会小于30°。通过试验及有限元分析得出,K形节点极限承载力应取支管轴力极值和主管壁塑性变形达到主管直径的2%两种状态中先期到达者所对应的支管轴力。现行设计计算方法对夹角小于18°的K形节点以及偏心连接的K形节点是不安全的,建议输电线路钢管塔设计时应尽量满足主管与支管之间夹角不小于20°。     

考虑分布式电源孤岛运行的配电网故障恢复研究

为了在配电网故障时最大限度地对重要负荷供电,提出了分布式电源的孤岛划分模型,利用广度优先搜索算法和深度优先搜索算法相结合对分布式电源进行孤岛划分;接着建立了以开关操作次数最少及故障后负荷恢复量最大为目标的多目标故障恢复模型,对目标函数进行了归一化及线性加权处理,采用差分进化算法对故障恢复模型进行求解。最后采用IEEE33节点配电网进行孤岛划分,并对配电网中不同位置发生的故障进行了孤岛运行和网络重构,最大限度地恢复了网络供电,从而验证了孤岛划分模型和故障恢复模型及其算法的有效性。     

连续管旋转射流油管除垢技术研究和应用

为了对油套管内壁进行全方位的清洗除垢,同时克服射流清洗除垢方式的不足,提出了连续管旋转射流除垢技术。该技术通过减少喷嘴数量和降低排量,提高喷嘴的射流速度,利用喷射反力和旋转接头使喷嘴旋转对油管内壁实施全方位除垢。旋转射流工具包括限速旋转接头和喷嘴,对喷嘴流道和射流流体进行了优化,通过地面试验对限速旋转喷射工具的性能和参数选择的合理性进行了验证,同时对该技术进行了现场应用。地面试验结果表明,油管除垢的喷嘴射流速度要在150 m/s以上,这样才能完全清除油套管内壁的杂质,达到恢复井筒通径的目的。     

复合材料电杆力学性能试验关键问题分析

复合材料电杆具有轻质高强、耐腐蚀、绝缘性能好和极强的韧性等优点,必将替代传统的混凝土电杆。由于复合材料电杆属于薄壁结构,其力学性能试验对试验台座及卡具的要求较严。分析复合材料电杆力学性能试验的影响因素,并提出改进试验装置的措施。     

格构式复合材料电杆结构设计及承载性能分析

根据沿海台风地区气象条件,计算了大风工况下格构式纤维增强复合材料（FRP）电杆的设计荷载,确定了电杆结构布置型式和杆件规格。考虑服役周期内结构大变形和FRP老化的影响,采用通用有限元软件ANSYS完成了格构式FRP电杆结构分析;与承载性能相同的常规混凝土电杆相比,单根电杆重量可降低60%以上。为验证格构式FRP电杆的承载性能,完成了90°大风100%设计荷载工况和超载工况下的电杆结构真型试验,获得了沿高度方向的杆身位移和典型构件断面的应变,并与有限元计算得到的杆顶位移和主材断面应力进行了对比分析。研究结果表明,格构式FRP电杆杆件在250%设计荷载内均处于线弹性阶段,其中主材断面应力最大值159.8 MPa,低于FRP材料的屈服强度300 MPa;有限元计算得到的杆顶位移和主材断面应力与试验结果基本一致,当加载至约260%设计荷载时,FRP电杆根部侧面加固板孔壁发生剪切破坏。     

强度级差带颈锻造法兰试验研究

带颈锻造法兰在输电线路钢管塔上已广泛应用,但带颈法兰规格单一,与钢管受力不匹配,即承载力低的钢管连接承载力偏大的锻造法兰,导致钢管塔不经济。针对目前带颈锻造法兰的设计方法和使用情况,结合钢管塔构件的受力特性及钢管规格库,确定锻造法兰的强度级差配置方案,通过强度级差配置的Q420高强对焊带颈锻造法兰试件轴拉试验,测试了法兰和螺栓的受力特性,验证带颈锻造法兰按强度级差配置和螺栓受力修正系数的合理性,为今后钢结构设计提供了基础性研究数据。     

D型复合材料管连接性能研究

格构式复合材料塔采用了由钢制螺栓机械连接的D型复合材料管,其中复合材料管制孔和螺栓预紧力对杆件承载力影响还没有相关研究,其承载特性不太清楚。为准确掌握D型复合材料管的连接性能,通过D型复合材料管的塔节间模型节点试验,得到复合材料杆件连接孔端部以劈裂和剪切破坏为主;通过有限元模型分析了螺栓预紧力对D型复合材料管连接性能的影响,结果表明D型复合材料塔用抗剪螺栓的预紧扭矩宜控制为220 N?m。     

孔隙阀式磁流变阻尼器准静力分析

建立了孔隙阀式磁流变阻尼器的轴对称模型.推导了孔隙阀内磁流变液压力梯度方程.对Herschel-Bulkley模型的磁流变阻尼器压力梯度进行了数值求解.应用代数方程理论,得到了Bingham模型的磁流变阻尼器压力梯度的解析解.最后,结合算例计算了孔隙阀内磁流变液的流速分布及阻尼器的阻尼力.     

一类半主动控制非线性系统的动力学分析

对一类采用半主动控制的非线性系统进行了解析研究。利用平均法得到了该系统在主共振情况下的一阶近似解,并通过奇异性理论在系统的激励幅值和频率调谐量构成的参数空间中对分岔模式进行了分类,表明系统的响应为双翼尖点分岔的普适开折。研究结果证明,该方法不但可以分析半主动控制系统的动力响应,还可以得到该系统的各种分岔行为,从而可用于这一类半主动控制非线性系统的动态分析和控制。     

基于多种主动管理策略的配电网综合无功优化

建立了主动配电网综合无功优化模型,该模型基于主动配电网中各种主动管理措施和优化策略,包括电容器无功补偿、变压器有载调压、分布式电源无功调节、配电网络重构。通过分析无功优化策略对配电网的负面效应,在模型中加入了无功优化策略之间的优先次序,同时还加入了变压器损耗,使优化模型更具实际意义。通过改进的IEEE 33节点系统仿真对模型进行了验证,结果表明:应用考虑各种主动管理策略及其对配电网负面效应的综合无功优化模型可以得到更加合理的无功优化方案,并且网损和电压质量都较传统无功优化方案有大幅改善。