300kV复合套管抗震性能分析和试验

GIS设备是输配电系统的重要构成部分,其市场容量与电力事业的发展紧密相连,因此对于GIS设备及其连接模块的抗震也相应提出了更高的要求.本文以300 kV复合套管为研究目标,对套管、钢架支撑进行三维建模和有限元分析.采用静态系数法来模拟复合套管和钢架支撑在0.5 g峰值加速度下的应力及应变响应,并进一步通过公式和第四强度...     

1000 kV电容式电压互感器抗震性能优化研究

为保证特高压变电工程中重要电气设备的抗震安全性,提高瓷套类设备抵御地震灾害的能力,对1 000 kV电容式电压互感器(CVT)及装设了金属减震器的设备结构开展振动台试验研究,考察了特高压CVT的抗震性能和配套减震器的耗能效果。试验结果表明,应用减震器后设备的根部应力和顶部加速度幅值分别降低了59%和54%。针对试验中设备在抗震方面所表现出的不足,通过有限元仿真进一步探究了设备存在的结构缺陷,提出了通过减材方式将原型设备整体改进为塔型且局部缩调套管下、中段外径差至5 mm的结构改型优化方案。改型后,设备最大应力由32.46 MPa降至20.18 MPa,底、首节套管最大应力比由7.92降至2.33,应力分布更为均衡,设备所能满足的抗震设防要求由0.2g提升至0.3g。针对0.3～0.5g不同等级的抗震优化目标,结合结构改型和减震手段提出了相应的1 000 kV电压等级CVT抗震性能提升策略。     

一台中性点电抗器的振动台试验研究

为研究中性点电抗器的抗震性能,以人工合成波为激励对一台样机进行振动台抗震试验,测试其本体及套管、储油柜的动态特性及地震响应,分析套管的安全系数。同时运用ANSYS Workbench,以El-Centro波、Taft波以及人工合成波为输入对中性点电抗器进行时程仿真分析,并将试验结果与数值仿真进行对比。结果表明该中性点电抗器在0.4 g地震加速度作用下具有足够的安全裕度,可以满足产品的抗震性能要求,验证了中性点电抗器抗震性能数值仿真的有效性,有助于产品的抗震设计。     

170 kV中性点电抗器地震模拟振动台试验研究

为研究用于特高压变电站的170 kV中性点电抗器的抗震性能,对1台真型170 kV中性点电抗器进行地震模拟振动台试验。通过输入白噪声随机波和标准时程波,得到试件的动力特性和在峰值加速度分别为0.15g、0.3g和0.4g地震作用下关键部位的加速度、应变和位移响应。试验结果显示,170 kV中性点电抗器基频为13.27 Hz,高压套管基频为5.85 Hz;试件高压套管升高座动力放大系数大于规范要求值;在设计基本地震加速度为0.4g的标准时程波作用下,高压套管、中性点套管及储油柜连接部件最大应力均满足要求。试验结果表明,170 kV中性点电抗器主要部件设计强度满足设计基本地震加速度0.4g的抗震要求,但高压套管及储油柜位移较大,设计时应考虑位移对导线的牵引作用。     

磁-球轴承复合支撑电主轴振动特性分析EI北大核心CSCD

为提高电主轴系统刚度和抗振能力,提出一种由磁悬浮轴承和角接触球轴承共同支撑的复合支撑电主轴,通过球轴承保证主轴系统刚度,引入磁轴承控制系统对主轴振动进行抑制,实现电主轴系统在球轴承低预紧状态下仍具有较好的动态性能。基于ANSYS模态分析、谐响应分析和瞬态动力学仿真,分析了不平衡质量引起的振动响应,比较了磁-球轴承复合支撑电主轴和球轴承支撑电主轴的振动特性。搭建复合支撑电主轴试验平台,对该复合支撑电主轴进行振动特性测试与分析。结果表明,复合支撑电主轴与球轴承支撑电主轴相比,复合支撑系统可以有效提高转子的临界转速、降低转子的振动幅值和球轴承应力,使电主轴具有较高的动态刚度。     

服务器设备抗震性能测试分析

为研究服务器设备的抗震性能,保障地震灾害中信息通信网络业务和数据的安全可靠性,该文构建一种服务器抗震技术性能检测和评估方法。包括震前震后服务器的外观和硬件检查、状态监控功能测试、运行可靠支持功能检查和设备性能指标检查。并基于地震模拟振动台,依据电信设备抗地震性能检测规范,通过抗震试验首次对某型号服务器的设备频率、设备结构、外观及硬件、基本功能、系统性能等进行抗震性能测试和方法验证。通过对抗震试验结果的分析,验证服务器抗震技术性能检测和评估方法的可行性和科学性,并为后续服务器抗震性能研究和标准制定提供基础数据和参考依据。     

考虑主子结构动力相互作用的变电站抗震性能分析

为研究存在复杂体型和较大质量的电气设备的变电站结构抗震性能,进行了1:8的缩尺模型振动台试验,获得了结构体系在地震作用下考虑主子结构动力相互作用的整体抗震性能与结构破坏模式,同时建立了有限元数值模型对比分析试验结果。结果表明:①振动台试验模型的动力特性和地震响应结果与有限元数值模拟分析结果相一致,验证了考虑主子结构动力相互作用数值模拟模型的正确性;②带有复杂设备的变电站结构在地震作用下破坏形态与常规结构不同,电气设备的存在导致其支撑框架柱破坏现象明显,抗震设计时应采取适当的措施避免结构发生"强梁弱柱"失效模式;③大震作用下设备和结构相互作用明显,在依据抗震设计规范进行剪力计算时,应采用规范计算值的1.2倍;④电气设备的动力放大系数均大于所在楼层的动力放大系数值,其比值在1.2～1.4,超过了相应规范规定的数值,应予以重视。该变电站振动台试验与有限元模拟分析对类似生命线工程及带有复杂设备的工业建筑的抗震设计具有重要借鉴意义和参考价值。     

变电站复合材料绝缘子的动力特性与地震易损性研究EI北大核心CSCD

复合材料在变电站绝缘子上的应用,有望提高电气设备的抗震性能。测试了复合材料绝缘子的动力特性、弯曲刚度和承载能力;运用测试结果,建立了该复合材料绝缘子构成的电气设备的有限元模型;基于概率地震易损性分析理论,研究了电气设备的地震易损性。结果表明,复合材料绝缘子中套管与金属法兰的胶装连接段是抗弯承载力的薄弱部位,该段抗弯刚度明显小于套管刚度;该绝缘子组成的电气设备在0.4 g等级地震下发生中度和重度失效的概率较小,但轻度失效的概率达38%,提高胶装段抗弯能力是提高抗震性能的关键;以失效概率为指标的易损性分析实现了电气设备抗震性能的概率化评价。     

420kV避雷器振动台抗震试验

通过对420 k V避雷器设备进行模拟振动台抗震试验,对其抗震性能提出评价。首先利用白噪声激励扫频得到实际设备的自振频率,进而分析结构的动力特性,同时对设备分别输入EL Centro波、汶川波和人工波,测定模型在不同地震作用下关键部位加速度、应变等主要参数,考核设备的抗震性能以及支架与上部设备的连接受力性能。试验结果表明,在不同的地震波作用下,输入不同地震波加速度峰值时,420 k V避雷器设备无结构损伤,具有一定的抗震能力,为后期评定避雷器设备的抗震性能提供一定的理论参考。     

800kVGIS用复合套管性能研究

800kVGIS用复合套管的成功研制对开发具有自主知识产权的800kVGIS设备具有重要意义。本文应用有限元分析软件对800kVGIS用复合套管的绝缘性能以及在风载、内压、端子拉力等负载下的机械性能进行了研究,研究结果表明该800kVGIS用复合套管性能安全可靠,型式试验验证了设计的合理性。     

设置自复位支撑的钢筋混凝土框架结构抗震性能研究

提出了一种能准确描述预压弹簧自复位耗能（PS-SCED）支撑滞回性能的力学模型,引入状态变量区分支撑不同工作阶段从而确定其力学响应。基于ABAQUS平台对该力学模型进行二次开发,将开发的PS-SCED支撑单元模拟结果与支撑力学性能试验结果进行对比,并对设置PS-SCED支撑的3层钢筋混凝土框架结构进行抗震性能分析。结果表明：该支撑单元模拟得到的滞回曲线与试验结果吻合较好,可准确描述支撑在动力荷载作用下的力学性能;强震作用下,PS-SCED支撑能够充分耗散地震能量,有效控制结构的塑性变形;此外,PS-SCED支撑框架结构相比于原框架结构残余变形减小了72.1%~92.1%。PS-SCED支撑具备良好的耗能能力和自复位特性,能够显著提高钢筋混凝土框架结构的抗震性能。     

大型电力变压器及套管振动台抗震试验研究

5.12汶川大地震等国内外的震害经验表明：变压器及套管在强震作用下的抗震能力比较薄弱。目前,利用振动台模拟地震试验是研究变压器及套管抗震性能最准确、最先进的手段。本文首先根据中国现有变压器的结构特点,设计了一台变压器试验模型, 其中220kV、500kV套管为国内生产的真型套管,同工程实际一样安装在变压器模型上。首先,提出了三等级变压器抗震能力考核水平的新概念;其次,在白噪声激励下的完成了变压器及套管的动力特性测试;最后,输入X、Y单向实震记录、人工波、共振拍波等地震波,开展变压器及套管的在普通和中等抗震能力水平下的振动台模拟地震试验,得到了试验对象关键部位的加速度、位移及应变等地震响应时程曲线。通过上述研究,进一步掌握了变压器及套管体系的地震响应规律和抗震薄弱环节。试验研究对今后变压器及套管的抗震设计或修正相关规程、规范具有重要的参考意义。     

钢套管再生混凝土加固柱抗震性能及影响参数研究

通过1个未加固的钢筋混凝土柱和9个钢套管加固钢筋混凝土柱的低周反复加载试验,研究了钢套管加固柱的抗震性能。随后在ABAQUS中,利用经试验校验的纤维梁模型,进行钢套管再生混凝土柱的数值模拟,并对相关影响因素进行参数化分析。结果表明：经钢套管再生混凝土加固后,钢筋混凝土柱的抗震性能显著提升;在所研究的参数范围内,轴压比小于0.58时,加固柱抗侧承载力随轴压比的增大而提高,但轴压比大于0.58时,加固柱抗侧承载力随轴压比的增大显著下降,且损伤发展速度加快;钢套管厚度能提升加固柱的抗震性能,但提升幅度随厚度的增加而减缓;原柱轴压比对加固柱的力学性能和破坏模式有较大影响,且初始压弯组合应力显著降低高轴压比加固柱的压弯承载力;在钢套管的有效约束下,再生混凝土对构件整体承载力的影响不明显,但使得构件的抗震性能有所下降。     

利用橡胶弹簧调谐器提高振动合荷载性能

核电站设备抗震鉴定试验要求最大输入加速度幅值高达5．0g，而目前国内振动台的性能参均达不到该要求，本文介绍了一种橡胶弹簧调谐器，能有效地提高振动台荷载性能，达到核电站设备抗震鉴定试验的档要求，而且安装调试方便，提高了试验质量。     

风洞模型支杆系统设计及振动主动控制

研究了悬臂梁支撑系统在强流场环境下的振动抑制问题,并且基于跨声速实验设备中的模型支杆实际振动情况,采用压电陶瓷作为执行器设计了一套抑振器系统。对模型支杆进行了设计,对抑振器的轴向及周向安装位置进行了优化,以获得最佳的抑振器输出性能。基于PD控制算法,搭建了一套实验室模拟系统,在模型自由端施加加速度振幅为0.5 g,1.3 g,2 g的激励,实验结果表明,剩余振幅比为12%,10%,26%,取得了很好的振动抑制效果。     

碳纳米管/聚苯胺柔性自支撑复合电极材料的制备及其电化学性能研究

基于原位化学氧化聚合并结合真空辅助成型获得了聚苯胺(PANI)包裹碳纳米管(CNTs)的CNTs/PANI自支撑复合电极，采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱测试仪(FT-IR)对CNTs/PANI复合膜的微观形貌和结构进行表征，并利用电化学工作站对其电化学性能进行了测试。实验结果表明，CNTs被PANI颗粒均匀包覆。CNTs/PANI-15(CNTs与An的质量比为1∶15)复合电极的比电容为387F/g(电流密度为0.5A/g),且在3A/g电流密度下连续循环10000圈时，电容保持率为86%。而纯PANI在8000次循环充放电测试后，电容保持率低至66%,且结构几乎坍塌。其原因在所制备的CNTs/PANI复合电极材料兼具PANI的赝电容和CNTs的双电层电容的双重储能机理，通过二者的协同作用显著改善了CNTs/PANI复合膜的电化学性能。     

直升机桅杆式稳瞄具振动环境测试分析

对某直升机桅杆式稳瞄具振动环境进行实际测试,设计体积重量与真实稳瞄具完全相同的模拟件和测试设备（IMU）。分别进行25 m悬停和160 km/h前飞条件下的测试飞行,测试结果表明25 m悬停状态下,振动最小;随着前飞速度增加,振动加剧;测试结果还表明振动环境中不但存在线振动,而且也存在角扰动。测试结果对稳瞄具的前期设计和地面试验提供准确的原始输入数据。     

系统级产品振动试验的探讨与研究

在火箭、导弹、卫星等航天器和坦克装甲车辆等武器装备的研制过程中，系统级产品的鉴定和振动试验的验收具有极其重要的作用。环境振动试验是鉴定结构或仪器设备能否承受预计的振动环境、保证在实际环境下结构的完整性或仪器设备性能、精度不降低的一种必要手段。简要分析了振动试验中的试验技术现状与难点，探讨了振动试验中的谱带谷技术、试验分析手段、力测量与模拟技术(包括力测量设备)，并且提出了改善振动试验有效性的方法和手段。     

轴压比对不同类型ECC框架节点抗震性能影响EI北大核心CSCD

对低周循环荷载下框架节点位移延性系数μ影响因素进行分析,指出轴压比是影响框架节点延性的主控因素。以ECC框架节点中十字型节点和T型节点抗震性能试验为原型,基于有限元软件ABAQUS中CDP模型建立框架节点计算模型,并与试验结果比较,验证了计算模拟的可靠性。基于此,建立轴压比分别为0.3,0.5,0.7和0.9的二级抗震等级下的ECC框架节点计算模型,研究轴压比对不同类型ECC节点抗震性能的影响。结果表明:轴压比对ECC框架节点抗震性能影响明显,十字型及T型节点的耗能能力、刚度退化及位移延性系数与轴压比(0.5-0.9)呈负相关,其构件破坏形态为延性破坏;而在同一轴压比(0.3-0.7)和加载制度下,T型节点的抗震性能要优于十字型节点,位移延性系数增加4.1%-35.1%。为了保证十字型、T型框架节点的抗震性能,建议ECC框架节点设计轴压比应控制在0.5左右。     

变电站复合材料绝缘子的动力特性与地震易损性研究

复合材料在变电站绝缘子上的应用,有望提高电气设备的抗震性能。测试了复合材料绝缘子的动力特性、弯曲刚度和承载能力;运用测试结果,建立了该复合材料绝缘子构成的电气设备的有限元模型;基于概率地震易损性分析理论,研究了电气设备的地震易损性。结果表明,复合材料绝缘子中套管与金属法兰的胶装连接段是抗弯承载力的薄弱部位,该段抗弯刚度明显小于套管刚度;该绝缘子组成的电气设备在0.4g等级地震下发生中度和重度失效的概率较小,但轻度失效的概率达38%,提高胶装段抗弯能力是提高抗震性能的关键;以失效概率为指标的易损性分析实现了电气设备抗震性能的概率化评价。