惯性耦合的三自由度导线舞动稳定性和惯性质量防舞机理EI北大核心CSCD

针对具有离散自振频率的三自由度系统,提出一种修正的矩阵摄动解方法,推导了同时考虑惯性耦合及气动刚度的特征值实部修正解。该修正解表明,考虑惯性耦合后系统稳定性与多项气动力参数相关,稳定性判断较为复杂,但在一些常见条件下可得到简化的实用判断式。以某D形覆冰六分裂导线为例,通过与数值解的对比验证了该修正解的准确性。对该修正解的分析表明,附加质量主要通过重力刚度、惯性耦合的作用改变特征值实部数值,从而影响系统的舞动稳定性,且这两种作用均存在与气动力的耦合。最后,基于该修正解对输电线路常用的双摆防舞器进行分析,结果表明针对给定风攻角的双摆防舞器能够有效抑制舞动,但若风攻角及气动力条件发生变化,则可能失去防舞效果。该修正解提供了一种分析附加质量对舞动稳定性影响机理的方法,对输电线路防舞设计具有指导意义。     

覆冰多分裂导线三种TMD防舞效果对比研究

在风洞试验验证的覆冰导线三自由度运动方程基础上建立了竖向、扭转向和竖扭耦合调谐质量阻尼器和导线系统的运动方程。提出采用扭转向和竖扭耦合的调谐质量阻尼器进行舞动防治,并与竖向调谐质量阻尼器进行对比。根据李雅普诺夫第一稳定定理计算导线-阻尼器系统起舞风速,采用Newmark-β法求解运动方程验证起舞风速的正确性。计算了D形覆冰6分裂导线全攻角舞动幅值,以舞动幅值最大的170°风攻角为目标风攻角,以提高目标风攻角起舞风速为优化目标,对三种调谐质量阻尼器进行参数优化,并对比研究了不同风攻角下三种阻尼器在最优参数下对于导线起舞风速提高的效果。研究表明:竖向调谐质量阻尼器在覆冰侧迎风的5°～20°风攻角下降低了起舞风速;扭转向调谐质量阻尼器使得覆冰侧迎风的0°～40°风攻角的导线起舞风速提高至10 m/s以上;竖扭耦合的调谐质量阻尼器较另外两种形式的调谐质量阻尼器具有更好的提高起舞风速的效果。     

大档距特高压覆冰输电线路起舞风速 TTMD控制优化研究

针对大档距特高压输电线路舞动难以防治的问题,设计了一种电涡流扭转向调谐质量阻尼器（TTMD）,并论证了相比于竖向阻尼器具有更强的适用性。从整档线路力学模型出发,推导了整档线路覆冰导线?TTMD 系统的舞动偏微分方程,选取全局形函数离散得到常微分方程,采用李雅普诺夫稳定定理计算起舞风速。建立基于遗传算法的 TTMD 防舞优化设计方法,考虑到真实环境中导线覆冰偏角存在较大的不确定性,以大范围多覆冰偏角下导线最小起舞风速为优化目标,对 TTMD 的频率比、阻尼比、质量比、安装位置、导线张力、覆冰质量等参数进行优化设计。以某 500 m 大档距特高压输电线路覆冰八分裂导线为例进行优化设计,计算结果表明：当质量比高于 0.005时,TTMD 即可有效地提高最小起舞风速;TTMD 的推荐安装位置范围为导线左侧 1/4 跨?右侧 1/4 跨;TTMD 控制效果具有良好的鲁棒性;设计 TTMD 时,应当采用较高的导线张力、较低的覆冰质量设定,以得到偏于安全的TTMD 参数设计值。