覆冰導(dǎo)線舞動(dòng)分析的增量諧波平衡法應(yīng)用研究.pdf

1、高壓輸電線路覆冰導(dǎo)線舞動(dòng)是由于穩(wěn)態(tài)橫向風(fēng)的作用而引起的一種自激振動(dòng),具有大振幅,低頻率的特征,嚴(yán)重影響高壓輸電線路的安全運(yùn)行。由于舞動(dòng)的大振幅,容易造成嚴(yán)重的電力事故,包括導(dǎo)線斷裂,輸電塔架坍塌,金具及其他零部件損壞等,從而導(dǎo)致重大的經(jīng)濟(jì)損失。研究分析高壓輸電線路覆冰導(dǎo)線舞動(dòng),特別是舞動(dòng)的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能,對(duì)于提高高壓輸電線路在力學(xué)方面的安全性和可靠性有重要的意義,因此導(dǎo)線舞動(dòng)的研究是一個(gè)既十分緊迫,又極其復(fù)雜,既具有重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義,又

2、不能迅速?gòu)氐捉鉀Q的世界性攻關(guān)課題。
　　本文采用柔索模型,運(yùn)用Hamilton原理建立導(dǎo)線的四自由度大撓度非線性結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型,并得到了導(dǎo)線靜態(tài)構(gòu)形的計(jì)算公式。對(duì)于分裂導(dǎo)線,同時(shí)考慮間隔棒對(duì)導(dǎo)線的約束關(guān)系,采取位移增量的形式,推導(dǎo)建立了覆冰導(dǎo)線有限元模型,并應(yīng)用推導(dǎo)的算法結(jié)構(gòu)對(duì)實(shí)際工程中的三檔分裂導(dǎo)線進(jìn)行靜力計(jì)算和線性模態(tài)計(jì)算。覆冰輸電線的舞動(dòng)具有強(qiáng)非線性的特征,對(duì)單導(dǎo)線和分裂導(dǎo)線結(jié)構(gòu)在不同冰型和風(fēng)速下建立導(dǎo)線的舞動(dòng)分析方程,推導(dǎo)

3、得出的舞動(dòng)方程具有強(qiáng)非線性平方及立方剛度項(xiàng)、平方以及立方粘滯阻尼項(xiàng),應(yīng)用不依賴(lài)于初值的增量諧波平衡法(IHB)對(duì)舞動(dòng)方程進(jìn)行了求解,把振動(dòng)過(guò)程分解成為瞬態(tài)的持續(xù)增量振動(dòng)過(guò)程,通過(guò)計(jì)算分析得到舞動(dòng)頻率、幅度、舞動(dòng)軌跡(構(gòu)形),形成了一套有效的舞動(dòng)計(jì)算分析方法。
　　運(yùn)用本文的舞動(dòng)計(jì)算分析方法,可以較為準(zhǔn)確計(jì)算出舞動(dòng)頻率、幅度、舞動(dòng)軌跡(構(gòu)形),能夠充分認(rèn)識(shí)到輸電線路的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能,對(duì)于評(píng)估輸電線路的安全性和可靠性有一定的指導(dǎo)意義,保