风荷载对输电线塔-高边坡体系的动力影响

以输电线塔-高边坡为主要研究对象,考虑输电线塔振动作用,研究边坡在风荷载引起的输电线塔振动作用下的动力影响。利用MATLAB软件对作用在输电塔线体系上的顺风向风荷载进行数值模拟,得到脉动风时程曲线,加载到建立的输电线塔-高边坡体系上,进行体系的有限元分析。以广贺高速公路某路堑高边坡为实例,通过有限元软件ANSYS模拟计算,分析了风载对边坡以及开挖过程中的边坡的影响,以此说明在边坡的稳定分析设计中,考虑风荷载的重要性。     

静载和爆压作用下某跌落塔力学分析

利用ABAQUS有限元软件分析了某跌落塔结构在给定静载作用下的力学响应,同时基于半无限空间爆炸相似律公式计算了30 kgTNT爆炸超压对跌落塔结构的影响,分析结果表明在给定静载作用下跌落塔结构承受载荷较小,承受最大Mises应力为5.91 MPa,塔体结构单根支柱所承受的最大拉伸载荷约为4.3 MPa,最大压缩载荷约为4.6 MPa; 30 kg TNT在跌落靶面爆炸产生的超压对跌落塔结构作用较小,不会对跌落塔结构安全造成影响;同时讨论了风、雪压对塔体结构的影响,表明塔体结构设计过程中需考虑严酷的自然环境影响因素.     

沿海地区避雷塔静动特性与稳定性分析

针对沿海地区受台风影响避雷塔发生倒覆的问题,利用有限元方法对某42m避雷塔和42m拉线避雷塔进行静动特性与稳定性分析.对避雷塔结构进行了模态分析,计算避雷塔受风载荷,通过风载荷APDL程序,对避雷塔所有构件施加风载荷,计算结果表明,拉线避雷塔结构的最大应力较避雷塔结构下降了63.1%,且满足强度要求.采用AR模型模拟脉动风,脉动风响应计算结果显示,拉线避雷塔结构最大位移响应值为避雷塔结构的3.9%～5.6%,增设钢丝绳可以有效减小避雷塔受脉动风振动的幅值.采用非线性屈曲方法对两种结构进行屈曲分析,结果显示拉线避雷塔和避雷塔结构的临界屈曲风速分别为76.3m/s,42.5m/s,前者较后者高79.5%,满足抗风稳定性要求.     

考虑损伤的输电塔下击暴流作用下的结构安全评定模型

输电塔为高耸结构,具有柔度大、阻尼小的特点,对风载荷非常敏感,易发生振动疲劳损伤和极端条件下的倒塌破坏。因输电塔在下击暴流作用下的倒塌事故近年来屡见不鲜,故对在役输电塔结构进行下击暴流作用下的安全评定显得非常重要。根据已有的资料归纳出下击暴流的风暴特征,并从风工程的角度确定了下击暴流的风载荷值。为了模拟输电塔在役状态,分别对其可能出现的螺栓脱落、拉杆塑性疲劳断裂、压杆失稳3种损伤进行了ANSYS有限元分析,进而得出考虑损伤的输电塔有限元模型,为输电塔安全性研究提供参考。     

桥梁检测车臂架结构风振响应分析

基于有限单元法,采用梁杆单元建立某型桥梁检测车臂架结构的有限元模型。运用结构随机振动理论计算了臂架结构的脉动风载荷,采用谐波叠加法模拟实际工况下的脉动风载荷。在模态分析和等效风载静力分析的基础上,计算出结构风振动力时程响应。分析结果表明：臂架结构基频避开了风谱能量最大处,能有效避免引起的结构共振;该型桥梁检测车臂架结构在强风作用下工作,应力和结构变形符合设计要求。     

水平单向及多向载荷下单桩响应的数值研究

利用大型有限元分析软件ABAQUS,建立砂土中单桩的三维弹塑性数值分析模型,通过三轴试验确定土体相关参数,研究水平单向载荷作用下桩头自由和固定时单桩的响应特性,及多向加载路径对单桩承载力的影响.结果表明,桩头自由的单桩在水平力作用下桩身的最大弯矩在土面下约4倍桩径处,桩运动前方土体隆起的最大值出现在桩前约0.5倍桩径处;桩头固定单桩的水平承载力约为桩头自由的2.65倍,且出现较大的桩顶弯矩;多向加载条件下的桩头水平承载力与单向加载条件相比明显减小,随着短长轴比增加,水平加载主方向(X方向)承载力降低,载荷最大值出现得更早.     

风载对某传输塔影响的研究

首先通过MARC软件建立传输塔模型,并对其进行模态分析,求出结构的基本自振周期;然后,利用MARC软件求出传输塔在只承受自重和电缆载荷情况下的应力和位移,并找出危险点;最后,将传输塔分层,根据风载荷的计算机理和有限元理论,用MARC软件对传输塔在各级风载荷作用下的情况进行静力分析。根据应力、变形情况观察危险点,并将在各级风载作用下的结果与无风载荷时进行比较,得出结论。     

8 MW风机塔筒振动响应分析

为获取8 MW风机塔筒的振动响应特性,建立了塔筒的有限元分析模型,对塔筒开展了模态分析、谐响应分析和瞬态响应分析。模态分析结果表明,塔筒的前四阶模态振型均为弯曲振动,风机工作在额定转速时,塔筒不会发生共振。谐响应分析结果表明,当载荷频率为0～2 Hz时,塔筒频域响应曲线存在2个共振频率,分别对应塔筒的第一阶模态频率、第三阶模态频率;塔筒发生三阶共振时,塔筒顶部Z向的位移超过4.5 m,已处于非安全工作状态,在工作中要避免出现。瞬态响应分析结果表明,在允许的工作风速范围内,塔筒的最大位移和最大应力变化不明显;在极限载荷工况下,塔筒的最大位移和最大应力显著增加,塔筒不会发生强度失效。     

焦炭塔的失效原因分析及延寿技术研究进展

焦炭塔在生焦过程中要反复承受油气的温度、操作压力的周期性变化及除焦时冷水冲击引起的温度变化,致使焦炭塔在使用一定时间后会发生开裂、鼓胀、变形等形式的失效和损伤.研究焦炭塔的失效原因,并对其损伤程度进行评估,以便保障焦炭塔的长周期安全运行是多年来人们的研究目标.文章汇总了焦炭塔壳体与裙座连接部位的开裂、壳体鼓胀变形、壳体...     

脉动风作用下高耸塔结构风振响应研究

根据脉动风的特性对脉动风荷载进行模拟并验证其有效性,得到作用在高耸塔结构上的脉动风荷载时程样本。在此基础上,建立塔结构的空间三维有限元模型,采用时程分析方法计算塔结构的风振动力响应。结果表明脉动风作用下高耸塔结构顶部风振响应较大,因而需要采取有效措施抑制其风振响应。     

ANSYS在双曲线型冷却塔分析中的应用

应用ANSYS有限元分析软件对火力发电厂双曲线型冷却塔进行结构分析,主要探讨了在自重、温度和风荷载作用下,双曲线型冷却塔塔筒的位移、应力和内力分布规律.简单介绍了荷载的施加方法并建立了有限元模型,并对自重、温度和风荷载3种工况塔筒的受力特点进行了研究.结果表明:风荷载工况塔筒的喉部位移最大;自重工况塔筒的薄膜力大,且同一位置的子午向薄膜力大于环向薄膜力;温度工况塔筒的弯矩大,且在塔筒的中段弯矩恒定;风荷载工况塔筒同一位置的子午向薄膜力大于环向薄膜力,环向弯矩大于子午向弯矩.分析结果可为双曲线型冷却塔的结构设计提供参考依据.     

500kV输电塔承载能力分析及优化设计

研究覆冰情况下输电塔的承载力和合理构造,具有重要的工程和社会意义.本文以500 kV酒杯型输电塔为例,建立有限元分析模型,考虑输电塔结构的几何非线性和材料非线性,计算在自重、覆冰和风荷载及正常与断线导线张力作用下,输电塔结构的承载力.通过比较18种荷载组合下输电塔杆件应力和位移,确定出输电塔结构的薄弱部位,并对其进行优化设计,在横担和塔身处添加斜杆和水平支撑,并调整塔颈形状,验算结果表明,优化设计后的塔型,其整体刚度和承载力均有大幅度提高.     

动臂塔机非工作状态风载荷加载方式

目的研究非工作状态风载荷的不同加载方式对柔性附着动臂塔式起重机的影响．方法依据相关规范对风载荷定义的不同,采用不同的加载方式,对动臂塔式起重机进行静力分析,对结果进行比较;分析（（GB／T3811—2008起重机设计规范》中风压高度变化系数等因素对非工作状态风载荷的影响．结果计算出的吊臂非工作状态最大风栽荷比依据《GB／T13752—92塔式起重机设计规范》计算的非工作状态风载荷增大2倍多,应力增大了22．8％,位移增大了1倍多．结论《GB／T3811—2008起重机设计规范》定义下的非工作状态风载荷对塔式起重机强度、刚度和稳定性影响更大;风压高度变化系数是非工作状态风载荷的重要影响因素．     

脱硫排烟一体式钢塔TMD减振效果分析

发电厂中新型脱硫排烟一体式钢塔属于复杂的高耸薄壁结构,由于顶部截面突然变细,风荷载作用下极易产生较大振动,为了减小风致振动,提出了适用于脱硫排烟一体式钢塔的调谐质量阻尼器（tuned mass damper, TMD）减振方案.基于流固耦合理论,建立了结构场与流场计算模型,成功利用数值风洞方法计算了有无TMD结构的风振响应,并通过现场风振监测对数值方法的可靠性进行了验证.结果表明,该脱硫排烟一体式钢塔振型以局部或整体的平动、转动、屈曲与扭转为主,通过在塔体顶部设置TMD,位移动力响应最大值降低41%,均方根值降低75%.频谱分析表明,结构安装TMD后部分低频振型被激起,同时主频率对应的动力响应大大降低,TMD对于该脱硫排烟一体式钢塔可以起到较好的减振效果,为类似高耸薄壁结构的风振控制提供了参考.     

屋顶安装型风力机塔架风振反应分析

为了研究屋顶安装型风力机塔架在风荷载作用下的动力性能,对该塔架进行风振时程反应分析.建立考虑叶片传至塔架作用力的塔架振动方程,采用引入快速傅里叶变换(FFT)技术的谐波叠加法分别模拟得到叶片和塔架的风速时程,利用叶素理论计算叶片传至塔架作用力.研究屋顶集风效应和叶片旋转对此类风力机塔架风振反应的影响.结果表明考虑屋顶集风效应后塔架的风振反应有一定增强;叶片旋转情况下塔架位移和弯矩显著增加.     

平均风速对海上风力机塔架动力响应的影响

以海上风力机塔架为研究对象,给出了考虑几何非线性的塔架结构控制方程,采用SolidWorks软件完成了塔架三维建模,基于ANSYS软件进行了有限元网格的无关性验证。计算并分析了不同平均风速下塔架的位移和Mises应力响应,揭示了塔架最大位移和最大Mises应力随平均风速变化的规律。这可为风机塔架的运行安全和可靠性设计提供指导。     

砂土中裙式吸力基础水平循环承载特性的影响因素分析

吸力基础作为海上风电工程的基础主要受到风、波浪和洋流等产生的水平循环荷载作用,因此提高其水平循环承载力和控制侧移是保证风机正常运行的关键。采用有限元分析软件Z_SOIL对饱和砂土地基中的裙式吸力基础开展水平循环加载数值分析;考虑到土体小应变阶段刚度增大的特性,土体选用刚度与应力相关的小应变硬化模型（HSS模型）;重点分析和讨论了循环荷载比、加载高度、加载方式和加载顺序对基础循环累积位移和刚度的影响。研究发现：当循环荷载比小于0.5时,基础累积位移很小,基础循环割线刚度随循环振次变化不明显;当循环荷载比大于0.5时,循环加载过程中基础周围砂土地基被挤密实,导致基础循环割线刚度随循环振次增加而增大,卸荷后基础残留较大塑性变形。裙式吸力基础的循环割线刚度随循环荷载比和加载高度的增加呈线性关系减小,基础水平及竖向累积位移则逐渐增大。3种加载方式下,基础水平累积位移从大到小排序为单向荷载、不完全对称荷载、双向对称荷载;竖向累积位移从大到小排序为双向对称荷载、单向荷载、不完全对称荷载。当循环荷载由大到小变化时,基础的水平和竖向累积位移均大于荷载由小到大时的情况,说明前期加载历史对基础后期变形有重要影响。     

基于蒙特卡洛模拟法的输电塔架结构可靠度分析

为进一步研究输电塔架结构可靠性问题,以可靠度基本理论为理论基础,利用MATLAB软件中多项式稳健拟合工具对考虑风荷载和覆冰荷载下的功能函数进行拟合,得到了塔架结构失效的功能函数。拟合结果表明,塔架的最大位移随着风速和覆冰厚度的增大而增大,且风速较覆冰厚度在塔架可靠度分析中具有更高的敏感性。然后,基于蒙特卡洛模拟法计算不同工况下输电塔架结构的可靠度。最后,分析了变量相关性,发现随着相关系数的增大,可靠指标减小,且两者呈线性关系。