高壓輸電塔線體系非線性振動特性分析.pdf

1、高壓架空輸電線路體系是一種大跨度、高柔性結構，具有本質非線性的特征，然而現(xiàn)行規(guī)范則是把輸電塔和輸電線分開進行設計的，將輸電線所承受的風荷載以靜力荷載的形式施加在輸電塔掛線點上，同時采用風荷載調整系數(shù)來近似考慮輸電線的風振效應，不考慮輸電塔與輸電線振動之間的相互影響。這種線性設計理論對于塔線體系的非線性振動特性估計不足，使得強風時輸電線路結構的破壞較為嚴重。因此，從塔線體系整體的角度來分析輸電塔與輸電線振動的相互影響規(guī)律，對于更準確地把握

2、塔線體系的本質非線性振動特性以及體系在風荷載作用下的響應特點具有較大的實際意義，同時也可為塔線體系的合理設計提供參考依據。
　　論文首先建立了輸電塔線體系的有限元分析模型、模擬了作用在塔線體系上的風荷載，接著對輸電線的非線性振動特性進行了理論分析和有限元數(shù)值模擬研究，然后分析了輸電塔線耦聯(lián)體系的非線性振動特性，討論了阻尼、自由振動初始位能、激勵幅值等參數(shù)對體系振動特性的影響，論文最后對設計風速下輸電塔線體系的風致非線性振動進行了計

3、算分析。
　　本文主要結論如下：
　?。?）輸電線面內外振動的高階振動頻率與基頻存在近似整數(shù)倍的關系，面內外高階振動頻率存在近似1:1的關系，輸電線具有本質非線性特征。
　?。?）自由振動條件下，輸電線面內外振動會發(fā)生耦合，產生較大的位移和動張力幅值，能量在面內外振動之間轉移，隨著初始能量的增大，耦合現(xiàn)象會更加明顯，同時阻尼并不能抑制內共振的產生。輸電線上的能量會向非直接受激勵的輸電塔架轉移，輸電塔架的響應呈現(xiàn)發(fā)散特點

4、，因此，在較大初始能量的條件下，不考慮塔線耦聯(lián)作用對于輸電塔是偏于危險的。
　?。?）諧波激勵下，輸電線會產生主共振響應，位移和動張力幅值都會明顯增大，而且隨著激勵幅值的增加，共振現(xiàn)象更加明顯。輸電塔架與輸電線也會產生較自由振動時更為強烈的共振響應。地線由于缺乏絕緣子的約束，故對于簡諧激勵更為敏感，同時也會引發(fā)塔架更為強烈的振動響應。因此，簡諧激勵下，輸電塔架的設計需考慮耦聯(lián)作用。
　?。?）設置阻尼對于線性振動具有很好的抑