突然断线对输电塔线体系的冲击作用研究

突然断线使处于绷紧状态的输电线张力迅速释放,塔线体系将受到动力冲击作用,但设计规范仅按静态荷载来考虑断线荷载。以某输电线路为例,采用有限元方法建立塔线体系模型,进行断一根至六根子导线工况的模拟,并考虑跌落导线与地面的碰撞。分析发现,断子导线的根数越多,或者越接近断线点,直线塔绝缘子的摆动幅度越大,峰值轴力也越大。导线断线将产生两个极大的冲击作用,一个是导线断裂产生的冲击,另一个是跌落导线与地面碰撞产生的冲击。     

移动下击暴流作用下输电塔的风振响应及荷载评估方法

下击暴流是一种典型的局部强对流天气.由下击暴流风荷载导致的输电杆塔的倒塌事件时有发生,是目前造成国内外内陆地区输电线路风灾破坏的主要原因.基于下击暴流理论模型,采用准定常假设,模拟了移动下击暴流作用下输电塔的风荷载.通过输电塔的空间有限元建模与计算,考察了移动下击暴流平均风、拟静力和瞬态动力三种工况作用下输电塔在频域及...     

基于向量式有限元的输电塔风致动力响应研究

该文以某大跨越格构式输电塔风致响应为例进行向量式有限元的应用分析,采用C++语言编写杆系结构向量式有限元的计算程序,获得输电塔的响应并与传统有限元结果进行比较,探讨阻尼处理方法和计算步长对计算结果的影响,最后针对输电塔进行风荷载作用下的倒塌分析。研究表明,两种方法算得的位移响应非常接近;向量式有限元法的计算效率比传统有限元高,该文算例中计算时间相差约20倍;计算步长对有限元计算结果有影响,建议计算时进行试算;向量式有限元可以用来求解输电塔的倒塌问题。     

大跨越输电塔-线体系覆冰断线模型试验研究

为了准确有效研究大跨越输电塔-线体系中杆塔结构在覆冰断线工况下的动力响应,以晋东南-南阳-荆门1000kV特高压输变电工程中的黄河大跨越段为原型,进行了模拟覆冰条件下五塔四线塔-线体系模型的断线冲击响应试验。试验测得了输电塔薄弱位置杆件的应变时程曲线,研究了塔-线体系在不同断线工况下杆塔的动力响应。通过分析得出了输电杆塔的最不利断线工况,找出了输电塔在断线冲击作用下的最不利位置,为输电塔结构抗冰灾设计提供了有价值的参考。通过进一步研究发现,当断线位置在导、地线悬挂点附近时,输电塔的测点应变突变值与覆冰厚度成近似的一元二次函数关系。     

B类风场与台风风场下输电塔的风振响应和风振系数

为研究常规B类风场与台风风场下输电塔的风振响应差异,以沿海地区某四回路角钢输电塔为原型建立了有限元模型,采用谐波叠加法生成两类风场下的风速时程,并在时域内进行了输电塔风振响应和风振系数的数值分析。结果表明：台风风场的高湍流特性导致其作用时各测点的顺风向风振响应均大于B类风场下的对应值。两类风场下,输电塔的风振系数比值约为1.25。因此,台风多发地区的输电塔设计必须考虑台风高湍流引起的动力风荷载增大效应。此外还进行了气弹模型风洞试验,以研究不同风速下的气动响应和风振系数,并将试验结果与理论计算进行了分析比较,验证了数值分析的适用性。     

强风下高压输电塔线系统非线性随机动力响应

根据有限元分析得到单塔的非线性刚度软化特征,结合平均风下导线的动力特性,依据Lagrange方程建立了简化的输电塔线耦联系统的MDOF模型,将其应用于统计线性化方法,计算了系统在强风荷载下的非线性随机动力响应频域近似解。与数值模拟计算结果的比较显示,该方法的计算结果不仅具备一定的精度,还可以对系统动力失稳的临界风荷载作出判断。     

输电塔线体系断线非线性动力分析

以某500 k V高压输电线路为研究对象,建立三塔四线输电塔-线体系精细化有限元模型,在考虑跌落导(地)线与地面碰撞接触基础上,对其进行了不同断线位置以及不同断线根数的隐式非线性动力分析。结果表明:断线点位置对断线瞬间的冲击作用影响较小;断线后断线一侧张力衰减系数随着导线挂点位置增高而单调递减;未断线一侧张力衰减系数随着挂点位置增高先减小后增大;耐张塔张拉作用系数远大于直线塔;耐张塔的断线动力放大系数在1.1~1.5。在断多根线的最不利工况下研究了耐张塔的扭转破坏和弯曲破坏两种失效模式。     

利用球形弹簧摆对输电塔风振控制的有限质点法

为了研究球形弹簧摆对输电塔结构的风致振动控制效果,通过分段等刚度梁单元建立输电塔简化模型。给出了空间梁系结构基于Timoshenko梁理论的单元内力计算公式,并应用有限质点法对简化模型及其与球形弹簧摆的耦合系统进行风致响应分析。一方面,球形弹簧摆由于内共振性质实现非线性能量阱,从而增加振动抑制频带的宽度,提高了鲁棒性;另一方面,球形弹簧摆和结构的非线性耦合,使得顺风向的振动能量部分转移到横风向,尽管增大了横风向响应,但是降低了结构的总体响应。计算结果表明球形弹簧摆减振效果非常好,当将其安装在除塔顶外的三个位置时,位移最大值和加速度均方根减振率分别为32.5%~41.7%和35.7%~65.2%。保持质量比和安装位置不变,验证了球形弹簧摆具有较宽的设计频带。使用球形弹簧摆可以显著减小位移标准差,有利于降低结构的疲劳损伤风险。     

大跨越输电塔-线体系数值分析模型的研究

对于高柔大跨越输电塔-线体系这样的大型结构体系，强风和地震引起的体系响应，尤其是动力响应将十分显著，常常成为其结构设计的控制性因素。建立大跨越输电塔-线体系的数值分析模型，以求取其动力特性是其抗风、抗震设计的重要环节。本文在有关文献的基础上，建立了大跨越输电塔-线体系动力特性的数值分析模型，对某工程实例的动力特性进行了数值分析，与经典的理论分析结果进行了对比和讨论，得到了若干结论。同时介绍了输电线路振动的基本特点，采用多质点模型对塔线体系的耦联振动进行了研究，重点分析了多质点模型的几个模型参数对动力特性的影响。对工程实例的仿真分析表明，该模型能较准确地反映输电线路的塔线耦联振动效应，值得推广应用。     

塔线体系覆冰脱落对输电塔的动力响应研究

输电线路的断线、覆冰和脱冰都会引起纵向不平衡张力,给输电线路安全运行带来重大威胁。本文采用ABAQUS有限元数值模拟方法 ,研究导地线覆冰脱落输电塔的动力响应及不平衡张力的动力系数,以期为输电塔的安全设计提供参考。     

基于ANSYS/LS-DYNA的齿轮传动线外啮合冲击研究

对ANSYS/LS-DYNA求解齿轮啮合冲击问题进行了研究,给出了齿轮啮合冲击碰撞数学模型及数值解求解步骤与方法,进行了实例计算,基于ANSYS/LS-DYNA对齿轮啮入冲击过程进行了数值仿真,得出了冲击速度与冲击力、齿宽与冲击力的数量关系,得到了较精确的冲击时间。研究表明ANSYS/LS-DYNA是研究齿轮啮合冲击问题的十分有用的工具,为齿轮啮合冲击的研究提供了一种新方法与途径。     

埋地输油管道对爆破振动的动力响应

为了控制爆破振动对油气管道的影响,利用ANSYS/LS-DYNA软件对埋地管道在爆破作用下不同方向的受力过程进行数值模拟,建立埋地管道三维有限元模型,采用多物质流固耦合算法模拟爆破过程。结果表明:基于流固耦合方法模拟得到的振速与现场实测结果基本一致,利用该模拟方法研究爆破振动对埋地输油管道的影响是可行的。经过爆破模拟分析,得到埋地管道上的有效应力变化规律。迎爆面和背爆面受到的应力远高于管顶、管底受到的应力,且迎爆面的有效应力大于背爆面,说明迎爆面是最容易发生变形的;管顶和管底位于管道的中轴面上,受到的应力较小,变形也较小。     

基于ANSYS/LS-DYNA的包装件跌落仿真分析

基于有限元理论,对包装件跌落冲击进行仿真分析.以Pro/E、ANSYS/LS-DYNA软件为开发平台,模拟包装件受到冲击时的力学性能和动态特性,设计合理的缓冲结构形式,运用试验的方法来验证设计的可靠性.     

《液压打桩锤冲击噪声的分析及其控制方法》

首先阐述了控制液压锤冲击噪声的重要性,介绍了冲击噪声的声学流固耦合理论及其有限元方法。根据冲击频谱的理论特性,分析了噪声与缓冲时间的关系,并利用有限元分析软件ANSYS/LS DYNA进行仿真,从而论证了通过延长缓冲时间来控制噪声方法的有效性。     

圆形金属蜂窝芯材冲击性能的有限元分析

利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,对12×8圆形金属蜂窝芯材的共面冲击过程进行模拟,得出了圆形金属蜂窝芯材不同冲击速度下的多种变形模式及其动态峰应力的值.从结果可以看出:在共面冲击下,其动态峰应力和冲击速度之间是二次线性关系.这与试验的结果是相一致的.     

剪力墙结构原地坍塌爆破拆除数值模拟

采用ANSYS/LS-DYNA有限元程序对剪力墙结构原地坍塌爆破拆除过程进行模拟.在建模过程中,用杆系单元代替实体单元,将钢筋混凝土看作是单质均匀材料,采用约束混凝土材料本构关系和塑性应变破坏准则,最终模拟的结果与实际情况比较接近.     

锦屏一级水电站边坡开挖爆破动力稳定性研究

采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟方法,分4种工况对锦屏一级水电站坝肩高陡边坡开挖爆破的动力稳定性进行了数值模拟研究,采用质点振动速度和安全系数2个指标评价边坡的稳定性,重点研究了潜在滑体在开挖爆破过程中的安全。分析结果表明,受左岸岩体中发育的f5、f8等断层影响,在进行EL.1 910～1 885 m台阶开挖爆破时,边坡关键部位质点振动速度接近10 cm/s的允许值;在爆破动力影响下,使潜在滑体业已降低的静力安全系数进一步受影响,最小安全系数略大于施工安全系数1.15。提出了相应减振措施:每开挖一个台阶后须对潜在滑体进行系统锚索加固和坡面喷护,降低爆破规模和单段药量,实测结果表明,采取锚固支护后,边坡振动速度明显降低。     

砖烟囱定向爆破拆除倾倒过程研究

烟囱爆破拆除无论是拆除高度还是拆除的难度都在日益增大。本文运用力学原理建立砖烟囱倒塌的模型,采用数学方法推导了烟囱最大弯矩区域,进而对砖烟囱倒塌过程进行数值模拟研究,并与实际倒塌过程相对比。通过模拟发现,在距离地面约1/3、1/2、2/3处有应力集中现象,这些部位容易在倾倒过程中折断,这与理论计算、实际结果相吻合。有限元软件ANSYS/LS-DYNA能较好地模拟砖烟囱爆破拆除倾倒过程,烟囱体折断的位置和砖体的力学性能密切相关,这对砖烟囱等高耸构筑物爆破拆除的理论研究和工程实践有一定的借鉴意义。     

深井开采爆破对巷道影响的数值模拟分析

根据铜陵冬瓜山铜矿深井开采爆破现场工况和相似原则,运用ANSYS/LS-DYNA建立了爆破的相似实验模型。通过对模拟结果的分析,得到了爆破影响范围内巷道周围岩石的爆破振动速度和应力分布规律。模拟采用岩石动态抗拉强度破坏标准的结果与动态应力比法的结果相近,表明该模型具有一定的有效性和实用性。     

组合式瓦楞纸板包装结构设计与跌落仿真

瓦楞纸板是广泛应用的包装材料,具有许多优越性,国内外已对瓦楞纸板材料的各项性能进行了大量的研究.以瓦楞纸板为包装箱材料和缓冲材料,设计一种组合式包装结构,用于商品的销售包装和运输包装.这种组合式包装结构由3种基本单元组成,通过锁口相互固定.内装商品大小与性质决定结构尺寸和瓦楞纸板的型号.在ANSYS/LS-DYNA中对结构进行跌落仿真,结果表明本设计可行.