大跨越导线在局部激励下微风振动的波动特性

微风振动常造成架空导线疲劳断股断线、金具脱落等破坏.考虑大跨越导线所处风场的切变特性,采用局部激励模型研究大跨越导线的微风振动机理,建立了长柔导线在档内任意局部位置激励下的动力学模型,基于导线系统的小阻尼特性,得到了局部周期激励下长柔导线波动的格林函数解;依据振动波沿展向的衰减特性,将导线内的波动过程分为驻波振动、行波...     

大跨越导线在局部激励下微风振动的格林函数解

架空线路的微风振动是引起导线疲劳断股、断线的直接原因。随着线路跨距的增大,架空导线呈现出长柔性、小阻尼的结构特点,其微风振动也出现了许多刚性结构中未曾出现的新现象,如锁定区的多模态竞争、涡致波响应以及流体激励力的三维特性等,然而大跨越导线微风振动的本质机理尚不明确。为掌握大跨越架空导线的微风振动机理,建立了在局部横向简谐激励下无限长有阻尼张紧弦强迫振动的线性模型,推导了模型稳态响应的显式格林函数解,得到大跨越导线系统的简化解,讨论了阻尼比和频率比对导线系统响应的影响规律,并依据大跨越导线微风振动参数特性绘制了模型响应的时空演化特性图。研究表明,大跨越导线系统模型在局部横向简谐激励下的响应表现为向激励两端传播的空间衰减的简谐行波,行波特性与激励参数k和系统阻尼比ξ关系密切。     

安装间隔棒的双分裂导线微风振动分析

为了分析安装了间隔棒的双分裂导线微风振动强度,研究了利用有限差分法(FDM)分析微风振动的关键技术。基于能量等效原理,将实测的输电线自阻尼功率等效成为粘滞阻尼系数,将输入风功率等效成为微风激励力。推导了分裂导线-间隔棒体系动力微分方程,利用四阶有限差分格式求解动力方程得到导线的最大振幅;根据振幅和曲率的关系推导了输电线动弯应变幅值沿输电线的分布规律。通过某220kV双分裂导线算例分析:未安装间隔棒时,有限差分结果与能量平衡法分析结果吻合较好;安装了间隔棒的情况下,有限差分法能够反应间隔棒刚度、阻尼对分裂导线微风振动的影响,并且可以考虑由于子导线振动差异导致的相互拉扯效应。     

二维颗粒结构中非线性波的传播和脉冲衰减

有序颗粒介质在冲击振动缓解、能量捕获和吸收等领域具有重要的研究价值。本文运用赫兹接触理论建立二维颗粒链数学模型,在冲击激励作用下,研究二维颗粒系统中脉冲波的传播特性、能量传递规律和传递力的降低机理。二维均匀颗粒系统嵌入了耦合颗粒以传递动能,初始脉冲激励在2列颗粒链间发生能量交换和脉冲等分现象,脉冲波在激励施加点附近发生强能量散射,激发出混合型的非线性波,即纵向传播的近零频率孤立波与横向高频剪切波。与一维均匀颗粒链相比,二维颗粒系统的末端传递力峰值得到了大幅度降低。通过改变颗粒间的质量比,在二维均匀颗粒链中引入轻珠链构成非均匀结构,沿纵向传播的孤立波在轻-重颗粒交界面发生反射,能量被局部约束在轻珠链中,使得一系列低幅值脉冲波按照不同的波速,延时释放到颗粒链末端,导致末端传递力峰值的进一步降低。     

分裂导线微风振动数值仿真

基于流体动力学软件,采用二维圆柱绕流的计算方法,对分裂导线的微风振动进行了仿真分析。首先对于固定双圆柱绕流进行了仿真,与经典文献对比验证了本文模型以及计算方法的正确性,然后基于自编程序实现了分裂导线振动的流固耦合分析,研究了不同支撑,不同分裂导线间距以及不同分裂倾角下双分裂导线的振动特性,得到了各工况下的子导线竖向振幅随缩减风速的变化曲线,对分裂导线微风振动特性的研究具有重要意义。     

同期脱冰架空输电导线的动张力特性实验研究

架空输电导线脱冰后,架空导线发生大幅度的非线性震荡,其震荡的位移和导线张力严重威胁架空线路的安全运行。基于档距为40 m的架空导线模型,通过模拟实验的方法对同期脱冰后的架空导线脱冰动张力特性进行研究。实验结果表明:导线最大动张力和最小动张力发生在脱冰震荡的前1—2周期内;同期整档脱冰时,导线动张力变化幅度随覆冰厚度增加而增大,但始终低于相同条件下的静张力的数值;同期局部脱冰的最大动张力随脱冰位置的不同而变化,当架空导线档距中央局部脱冰时,将会引起更大的动张力变化,其最大动张力数值会出现大于相同覆冰条件下的导线静张力情况。     

弯曲波对钢轨振动特性测试的影响研究

针对钢轨弯曲波的传播及弯曲波反射后对钢轨振动特性测试的影响,对钢轨的弯曲波波速进行了理论推导,并设计了弯曲波波速测试试验,对弯曲波传播波速及其反射波的波速等特性进行了试验验证,同时就钢轨弯曲波对振动特性测试的影响及其解决措施进行了研究。结果表明:钢轨弯曲波的波速不是常数,而是频率的函数,弯曲波的不同频率分量以不同的波速传播,其弯曲波的反射波与入射波波速相同;在有限长的试验段内进行轨道结构振动特性测试时,不可忽略钢轨弯曲波的影响;在钢轨端部安装阻尼设备可有效抑制反射波对钢轨振动特性测试的影响。     

特高压架空输电线微风振动有限元分析

对于1000kV特高压架空输电线路,有别于传统的能量平衡法（EBM）,研究了利用有限元方法（FEM）分析微风振动的关键技术。其中利用索单元模拟输电线;基于能量等效原理,将输电线磁滞阻尼等效成为粘滞阻尼,将风输入功率等效成为微风激励力作用于有限元节点。并根据振幅和曲率的关系推导了输电线动弯应变幅值沿输电线的分布规律。通过对比计算,有限元法分析结果与传统的能量平衡法结果基本吻合,而且由于有限元法考虑了输电线质量、刚度的影响,其结果更为真实可信。最后利用有限元法分析了微风振动的影响因素,为接下来微风振动的防护分析打下基础。     

基于波传播方法的边界条件对圆柱壳振动特性的影响分析

在波传播分析方法基础上,采用一种改进傅立叶级数的方法建立了弹性约束边界条件下圆柱壳结构模态分析模型,结合模态叠加理论,给出了圆柱壳结构在任意径向点力激励下的振动响应.通过与商业分析软件ANSYS的结果比较验证了本文方法的高效性与精确性,随后详细分析了边界约束刚度对圆柱壳结构自由振动特性和结构振动响应的影响,并给出了刚度影响的一般性规律.     

直达波和反射波在地层中的传播规律研究

研究地震波在地层中的传播规律对于工程地震勘探具有重要的意义.采用离散元方法建立了无节理岩体和含一条节理岩体的数值计算模型,分析了直达波和反射波在地层中的传播衰减规律及两者之间的关系.相比无节理岩体,含一条节理岩体具有明显的反射波;直达波的频带宽度随爆源距离的增大而变窄,直达波在地层传播过程中,高频成分损失严重,保留了低频成分;相比直达波,经过衰减后的反射波频带能量分布较均匀;爆源距离大于一定值后,直达波和反射波的振动主频趋于稳定;直达波振动能量越大,反射波振动能量越大.     

地铁致凸形地貌地表振动局部放大现象实测及机理分析

法源寺文保区毗邻地铁4号线,区域受地铁振动影响较大。该研究通过对地铁运行影响下法源寺文保区的现场振动测试,发现浏阳会馆位置存在明显的地表振动局部放大现象,通过相关分析得出结论:(1)浏阳会馆位置为典型的凸形地貌,其地表振动"局部放大区"出现在振中距1.5~3.0倍左线隧道埋设范围内,这与现有研究成果(约1.0~1.5倍隧道埋深)并不相同;(2)基于弹性波场理论,分析了地下埋置振源下凸形地貌地表振动放大区形成机理——传递到凸形地貌内的振动波一方面会在坡脚产生绕射,形成以坡脚为新的振源点的波场,并部分转化为面波沿坡面传播,这样远离坡脚的界面透射波、坡脚新绕射波、坡面面波及表层土内的多次反射波便会在凸形地貌地表进行叠加;另一方面凸形地貌为若干介质层的组合,其波阻抗一般会随地层深度的减小而减小,传递到凸形地貌的透射波在向上传递的过程中,波速会不断放大,最终导致凸形地貌地表振动的局部放大;(3)采用二维有限元模型对地铁致凸形地貌地表振动局部放大现象进行了数值验证,结果发现凸形地貌地表竖向加速度峰值在其波阻抗由深及表逐渐衰减时,凸形地貌地表振动局部放大效应最为明显,数值计算结果与实测值基本吻合;数值计算结果还发现凸形地貌地表竖向加速度峰值随着地貌高度的增大而增加,达到临界值后,又会随着地貌高度的增大而降低,表明凸形地貌的振动放大效应并非会随着高度增加的而无限增大,其只在一定高度范围内存在。     

地铁致凸形地貌地表振动局部放大现象实测及机理分析

法源寺文保区毗邻地铁4号线,区域受地铁振动影响较大。该研究通过对地铁运行影响下法源寺文保区的现场振动测试,发现浏阳会馆位置存在明显的地表振动局部放大现象,通过相关分析得出结论:(1)浏阳会馆位置为典型的凸形地貌,其地表振动"局部放大区"出现在振中距1.5~3.0倍左线隧道埋设范围内,这与现有研究成果(约1.0~1.5倍隧道埋深)并不相同;(2)基于弹性波场理论,分析了地下埋置振源下凸形地貌地表振动放大区形成机理——传递到凸形地貌内的振动波一方面会在坡脚产生绕射,形成以坡脚为新的振源点的波场,并部分转化为面波沿坡面传播,这样远离坡脚的界面透射波、坡脚新绕射波、坡面面波及表层土内的多次反射波便会在凸形地貌地表进行叠加;另一方面凸形地貌为若干介质层的组合,其波阻抗一般会随地层深度的减小而减小,传递到凸形地貌的透射波在向上传递的过程中,波速会不断放大,最终导致凸形地貌地表振动的局部放大;(3)采用二维有限元模型对地铁致凸形地貌地表振动局部放大现象进行了数值验证,结果发现凸形地貌地表竖向加速度峰值在其波阻抗由深及表逐渐衰减时,凸形地貌地表振动局部放大效应最为明显,数值计算结果与实测值基本吻合;数值计算结果还发现凸形地貌地表竖向加速度峰值随着地貌高度的增大而增加,达到临界值后,又会随着地貌高度的增大而降低,表明凸形地貌的振动放大效应并非会随着高度增加的而无限增大,其只在一定高度范围内存在。     

输电线路分裂导线翻转自恢复特性研究

输电线路运维过程中观测到翻转现象，严重影响线路运行安全。依据架空导线悬链线模型，得出导线的沿线应力。将分裂导线翻转后的绞合区间简化为圆柱螺旋线，建立了分裂导线的翻转几何与力学模型，推导了分裂导线翻转后子导线长度和张力，给出了分裂导线翻转自恢复力矩的简化理论计算公式。基于有限元方法对案例线路进行翻转过程的准静态模拟，将有限元分析结果和理论计算得到的分裂导线翻转自恢复力矩进行对比分析，最大相对误差为8.44%,表明翻转自恢复力矩简化理论计算公式具有一定的准确性。进一步利用简化计算公式研究了分裂数、绞合角度、次档距、分裂间距、绞合位置等线路本体参数对分裂导线翻转自恢复能力的影响。结果表明，当输电线路分裂数越多、绞合角度越大、次档距越小、分裂间距越大、绞合位置越靠近翻转间隔棒时，线路翻转自恢复能力越强，线路发生翻转失效概率越低。该简化计算公式为输电线路设计提供了理论依据和参考。     

相邻档距作用下覆冰导线舞动的复杂运动响应

考虑相邻档距振动时所产生动张力对覆冰导线舞动的影响,综合几何非线性和气动载荷之非线性因素,基于Hamilton原理建立了附带边界条件的面内与轴向耦合的两自由度非线性动力学模型。忽略轴向运动的影响对系统进行简化并借助Galerkin法得到轴向激励下系统的常微分运动方程。通过计算相邻档距运动时产生的动张力确定轴向激励大小的基本范围,进而利用数值模拟考察了轴向激励频率和幅值对系统稳定性的影响。研究发现当轴向激励频率接近该跨导线的固有频率时,系统表现出倍周期、概周期和混沌等丰富的运动模式和动力学现象;并借助与单跨覆冰导线的数值模拟对比,表明相邻档距运动不仅导致该跨舞动幅值明显增大、临界风速下降、增大阻尼失效,且严重影响舞动的稳定性,为工程应用提供一定的理论支撑。     

基于风速概率分布的防振锤安装位置计算

为更好地控制架空输电线的微风振动,研究防振锤安装位置的优化计算方法是非常必要的。通过分析架空输电线微风振动的随机性特点,根据风速与输电线振动频率之间的关系,由风速的概率分布求出了输电线振动频率的概率分布,提出用计算加权振幅比的方法,来考虑微风振动的危险振动频率范围以及各振动频率出现的概率,实现防振锤安装位置的优化计算。最后,通过对一个实际工程的计算验证了该方法的有效性。该方法可用于输电线防振锤安装位置的优化计算。     

应用ISO2631评价脉冲激励阻尼振动对人体健康的影响

脉冲激励阻尼振动在实际生活中经常发生,并且对人体健康具有一定的危害,如何对其评价是工程中需要解决的问题。本文试图将ISO 2631/CD—1991委员会草案提出的振动对人体健康影响的评价方法,应用于脉冲激励阻尼振动的评价,并进一步将脉冲激励阻尼振动简化为一定暴露时间的脉冲正弦振动,以简化评价过程。最后,着重讨论了作用于坐在座椅上人体纵向的脉冲激励阻尼振动对健康影响的评价。     

声波测井仪隔声方法及应用

声波测井是石油勘探和开发阶段必不可少的重要手段，在仪器一端声波以脉冲发射方式射人地层，这时声波沿井壁传播，在另一端被多套接收装置接收，这样通过声波首波到达的时间以及到达多套接收装置的时差来分析地层情况。这种沿地层传播的声波信号就是携带地层信息的有用信号，而井内传播的直达波，一次和多次的反射波，沿仪器内部达到接收装置的声波信号是不需要的信号，需要在仪器内采取各种方法将之衰减隔绝。本文主要就现有声波仪器的各种隔声方法及应用进行分析。     

浅谈低压供电线路拉裂房屋原因及其处理

本文结合低压供电架空导线沿房屋架设的法律依据,多角度分析挖掘了架空导线拉裂房屋的原因,并从历史原因、技术因素等方面提出处理方法,对解决低压架空线路拉裂房屋的纠纷有一定的借鉴参考作用。     

分裂导线次档距振荡研究

基于准定常理论,建立了分裂导线次档距振荡的二维振子模型,推导了振子模型的振动方程。采用稳定性理论对振子模型进数值分析,研究了分裂导线次档距振荡的机理,首先将非线性振动微分方程线性化,然后根据特征值分析判断系统的稳定性。编制了次档距振荡发生临界风速求解的MATLAB程序,并对Hopf动态分岔理论、Hopf静态分岔理论和不同阻尼比下的临界风速进行了研究,并给出了临界风速随频率比变化的关系,最后对次档距振荡的控制给出了建议。     

含裂纹功能梯度材料梁结构的振动功率流特性分析

功能梯度材料(FGM)梁在工程中应用日益广泛,而梁中裂纹的存在改变了局部刚度等特性,使得功能梯度材料梁的振动和波传播特性发生改变。以含有张开型裂纹的功能梯度梁为对象分析其波传播和振动功率流特性。利用转动弹簧模型模拟裂纹,给出由裂纹引起的局部柔度表达式。建立无限长FGM欧拉梁结构的动力学方程,采用波动法结合梁的连续条件计算得到FGM欧拉梁的振动特性,对无缺陷梁和裂纹梁的输入功率流和传播功率流进行分析。讨论了材料梯度指数、激励频率、裂纹深度和裂纹位置等信息与输入功率流、传播功率流之间的关系,为基于振动功率流的裂纹FGM梁的损伤识别提供理论基础。