冷弯不等边角钢轴心受压杆稳定系数研究

冷弯不等边角钢在输电铁塔等一些特殊构件中有较好的应用前景。然而, 现行《钢结构设计规范》(GB50017-2002) 、《冷弯薄壁型钢技术规范》(GB50018-2002) 及《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T5154-2002) 没有明确给出冷弯不等边角钢的设计计算方法, 影响了冷弯不等边角钢的推广应用。文章结合型钢稳定理论和有限元数值模拟分析, 研究了冷弯不等边角钢在轴心受压条件下的稳定性和弯扭屈曲承载力, 给出了冷弯不等边角钢轴心受压杆的稳定系数公式, 可供设计参考。     

输电铁塔十字组合角钢构件换算长细比推导

以输电铁塔十字组合角钢构件为研究对象,在轴心受压构件弹性弯曲屈曲理论基础上,提出了考虑剪力影响的压杆临界力的换算长细比。采用填板通过螺栓连接的十字组合角钢分别简化为刚接和铰接模型,根据分肢的变形,推导出2种计算模型绕虚轴的换算长细比。根据输电铁塔中十字组合角钢的实际布置和构造形式,推导了十字组合绕虚轴换算长细比计算公式。采用有限元方法,对十字组合角钢分肢间隙对屈曲承载力的影响进行了分析,提出了十字组合角钢绕虚轴换算长细比计算公式。     

输电铁塔冷弯角钢构件轴心受压承载力分析及试验研究

输电线路铁塔应用冷弯型钢,可以提高输电铁塔设计水平,降低钢材用量。文章结合输电铁塔的结构特点,选取不同截面、长细比的冷弯角钢构件进行轴心受压承载力试验和有限元分析,得到了输电铁塔用冷弯角钢轴心受压构件的荷载-应变发展规律和极限承载力,并与现行设计规范承载力计算值进行了对比。分析结果表明,现行规范体系不适合我国输电铁塔冷弯型钢轴心受压构件的强度设计。通过对试验和理论分析结果进行拟合,确定了输电铁塔冷弯型钢轴心受压构件稳定系数曲线,提出了输电铁塔冷弯型钢构件承载力计算的修正意见。     

考虑电磁刚度的水电机组转子轴承系统弯扭耦合振动研究

从水轮发电机转子的气隙磁场能表达式出发,推导发电机转子的弯曲及扭转电磁刚度表达式。建立了考虑弯曲和扭转电磁刚度的水电机组转子轴承系统的弯扭耦合振动模型。研究了弯曲和扭转电磁刚度在不同导轴承刚度支承情况下对转子轴承系统弯扭耦合振动的参与耦合作用,探讨了导轴承刚度和集中阻尼对系统弯扭耦合振动特性的影响。结果表明,两种电磁刚度对弯振及扭振幅值的影响存在相互激发放大作用,轴承刚度及集中阻尼虽然对弯振及扭振的影响规律略有不同,但均是不可忽视的因素。     

水电机组转子轴承系统弯扭耦合振动影响因素研究

建立了水电机组转子-轴承系统的弯扭耦合振动模型,应用数值算法求解了不同导轴承刚度情况下,转子的弯振和扭振响应时程曲线,研究了轴承集中刚度和阻尼、陀螺力矩及转动惯量等对转子轴承系统弯扭耦合振动的影响.结果表明,轴承在弯曲方向上的集中刚度和阻尼对转子的弯振和扭振均有重要影响,而扭转方向上的阻尼对弯振和扭振影响相对较小,陀螺力矩中的扭转力矩对系统的响应起主要的影响作用,转动惯量增大使得系统的弯振和扭振响应降低.     

美国标准组合工字形受弯构件侧向屈曲承载力研究

侧向屈曲极限状态作为美国标准AISC 360-16-2016《钢结构设计标准》中规定的钢结构受弯承载力极限状态中的一种,是构件发生失稳破坏的常见模式,其影响因素除构件材料属性和截面尺寸外,更与构件受压翼缘侧向无支撑长度直接相关.对AISC360-16-2016钢结构组合工字形截面受弯构件的侧向屈曲承载力进行研究,按照腹...     

玻璃钢复合材料轴压构杆稳定性分析

纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer, FRP)是建造输电杆塔结构的理想材料之一。介绍了FRP轴压构件的弹性屈曲理论,并根据试件的极限承载力试验值得到了试件的等效初弯曲率,以此来考虑初弯曲、残余应力和端部套管等因素的综合影响。在此基础上推导出了FRP轴压杆件的临界应力和稳定系数的计算公式,并研究了径厚比和老化对FRP轴压构件稳定系数的影响。     

轴心受压承载力试验构件计算长度修正方法

对L100×7、L110×7两种截面规格的角钢构件进行了轴心受压承载力试验,提出了一种剔除非理想铰接支座的影响,获得试验构件真实计算长度的方法。采用有限元对该方法进行了验证。最后采用现行规范方法计算得到了构件的轴压承载力值,并与试验值进行了比较分析。结果显示,采用真实计算长度得到的单角钢轴心受压承载力相比采用名义计算长度提高了近30%,与试验值相差约10%~12%,与真型塔试验结果非常吻合,该方法可以用于轴心受压试验构件的计算长度修正。     

大宽厚比Q420角钢轴压构件稳定性能试验研究

通过对75根大宽厚比Q420高强度等边角钢的轴压试验,研究了该类构件的稳定性能,总结了其失稳变形特征,并将其稳定承载力与我国电力行业标准的设计值进行对比分析。研究表明两端铰接的Q420高强度等边角钢中长柱呈弯扭失稳,短柱呈局部屈曲;轴压柱的稳定设计折减系数的试验值高于规范计算值,并与构件的长细比有直接关系,针对这一关系提出了修正公式。试验结果说明Q420高强度等边角钢的屈曲强度比普通强度角钢提高很多。研究成果为高强度角钢轴压构件的稳定设计提供了前提条件,并为已有设计方法的修正提供了建议和依据,有利于我国Q420高强度角钢在输电铁塔结构中的应用。     

水轮发电机转子系统碰摩弯扭耦合振动分析

机电耦联振荡诱发的水轮发电机转子、定子碰摩现象,会加剧转子系统的弯扭耦合振动,进而诱发机组系统严重的安全事故。建立水轮发电机转子系统定、转子碰摩运动微分方程,利用数值积分方法,研究了电磁刚度、转子质量偏心、阻尼及定子径向刚度等对转子系统非线性动力特性的影响。结果表明,弯曲和扭转电磁刚度对弯曲和扭转振动存在相互耦合激发放大作用,但随着偏心的增加,电磁刚度的影响程度减弱;质量偏心较大时弯扭耦合作用强烈,弯曲或扭转阻尼比的影响作用较大;定子径向刚度增大导致径向碰摩力增大,弯振幅值略有降低,扭振幅值增加,振动频率成分复杂。所得结论可为转子系统的设计、运行、振动控制预测及诊断提供参考。     

等边双角钢组合T形截面的轴压弯扭实用计算

为了满足在特高压输电线路中承受更大荷载的需求,并进一步减少加工焊接工作量、保证工期、节约投资,可以选择采用螺栓连接的组合角钢结构型式的输电铁塔.相比钢管构件,组合角钢加工周期短、运输和安装方便、投资费用低.本文给出T形截面组合角钢结构计算的实用公式及表格.两个等边角钢组合而成的T形截面,绕对称轴屈曲时,是中心受力、无偏...     

500kV输电杆塔结构抗风极限承载力试验研究

为研究强风荷载作用下高压输电塔结构的极限抗风承载力和破坏机理,以风灾中遭到破坏的代表性500kV输电塔为原型,设计制作了典型塔段的缩尺结构模型,进行了等效风荷载作用下的静力加载破坏全过程试验。试验结果表明,结构破坏源于主材的弯扭失稳;在加载全过程中,交叉斜撑平面外变形呈现出不断增大的趋势。针对上述特征,基于原有模型,在其交叉斜撑节点位置增设了横隔面,并按原有加载规则进行了全过程加载,以考察这种改进之后结构体系的受力性能。研究发现,结构的破坏依然由主材屈曲引起,但其失稳模态由弯扭失稳趋向弯曲失稳;同时,交叉斜撑的面外变形得到了有效控制。对比结果显示:结构抗风极限承载力提高幅度达到22.1%。由于横隔面的存在,主材角钢失稳模态中扭转效应对临界承载力的不利影响被大幅降低,交叉斜撑面外变形对结构整体稳定的不利效应被显著抑制,结构的整体受力模式更趋合理,从而表明设置横隔面后的结构受力性能得到全面改善,其极限承载力和抗风性能得到了显著提升。     

钢筋钢纤维混凝土牛腿正截面承载力试验研究

根据钢筋钢纤维混凝土牛腿受弯试件的试验结果，讨论了钢纤维体积率对牛腿裂缝宽度、挠度以及正截面受弯承载力等的影响，建立了钢筋钢纤维混凝土牛腿正截面受弯承载力的计算模型，给出了与钢筋混凝土牛腿计算公式相衔接的钢筋钢纤维混凝土牛腿正截面受弯承载力计算公式。     

碳纤维布与钢板复合加固钢筋混凝土梁抗弯承载力的计算分析

碳纤维布与钢板复合加固钢筋混凝土梁是一种新型的加固方法,作者通过12根试件的试验研究碳纤维布和钢板以及两者复合加固钢筋混凝土梁的破坏特征、受力性能和破坏机理。在试验的基础上,本文分析了混凝土强度、纵筋率、CFRP与钢板的加固量等因素对复合加固梁正截面极限承载力的影响,提出了与现行规范相符合的实用承载力计算公式,并与试验结果进行对比。对比结果表明,计算值与试验值吻合较好,本文建议的实用计算公式对实际工程有一定的参考价值。     

螺栓连接组合角钢的整体稳定及分肢计算

螺栓连接的组合角钢是输电线路工程常用的结构形式,需要计算的内容有：组合断面绕虚轴的整体稳定、连接螺栓的剪力、分肢角钢的受压和受弯、双拼十字断面缀板的强度。然而现行规范 GB 50017-2003《钢结构设计规范》未给出计算公式,其中给出的填板间距更适合焊接或铆接的组合断面。欧洲钢结构规范对于连接螺栓的剪力也未给出计算公式。由于普通螺栓连接的滑动引起承载力降低,对绕虚轴剪切变形较小的组合角钢,可以不考虑填板厚度引起的虚轴回转半径增大;而对绕虚轴剪切变形较大的双拼十字组合角钢,按格构式轴心受压缀板组合构件的原理,对换算长细比加以修正放大,计算整体稳定;根据挠曲变形,给出连接螺栓的剪力和分肢角钢承载力的计算公式。     

A robust fixed‐lag receding horizon smoother for uncertain state space models

In this paper, a robust fixed‐lag receding horizon (RH) smoother is proposed for a discrete‐time state space model with bounded uncertainties. The proposed robust RH smoother is based on a set‐valued state estimation method, which produces a set of possible estimates based on inputs and outputs measured over a finite time horizon. The set of possible estimates is represented in an ellipsoidal form, and then the major axis of the ellipsoid is minimized with respect to the preview size. The center of the ellipsoid with the minimum major axis is taken as the estimate of the real state to minimize the possible maximum estimation error under bounded uncertainties. It is illustrated through a numerical example that the proposed robust RH smoother has better performance than the conventional robust Kalman smoothers. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

多点输入下大跨越输电塔结构抗震性能时程分析

采用时程分析法系统地分析了多点输入下大跨越输电塔结构的地震响应,分析了在不同视波速下地震对大跨越输电塔位移、扭转效应、塔柱和腹杆最大压应力的影响。研究表明：多点输入下地震对结构扭转效应非常明显,对塔柱底部杆件内力影响较大,与一致输入下相比杆件进入塑性的数量较大。     

格构式垂直轴风力发电机组结构力学特性分析

通过对比垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机的特点,说明了垂直轴风力发电机的优点。传统的垂直轴风机多采用实腹式主轴,文章以某格构式巨型垂直轴风机为研究对象,采用有限元软件ANSYS和SAP2000建立风机有限元模型,对风机进行了风荷载和自重作用下的静力分析。主轴的稳定性是垂直轴风机设计中非常重要的问题,对主轴进行模态分析和屈曲分析,格构式主轴满足整体稳定性的要求。格构式主轴具有结构迎风面积小、风荷载小、受力合理等诸多优点,今后应大力开发。     

三圆柱定子纵-弯复合模式超声波电机的研制与实验

该文研究了三圆柱定子纵-弯复合模式超声波电机的驱动机理,设计制作了三圆柱定子纵-弯模式的新型结构电机,并进行了实验测试。实验结果表明,该类型电机不但结构简单紧凑,而且具有良好的输出性能,如反应速度快、控制特性好,低速大转矩等,设计达到了预期目标。