輸電塔結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制研究及優(yōu)化分析.pdf

1、本文以上任線某特高壓輸電塔結(jié)構(gòu)為研究背景，對(duì)特高壓輸電塔結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載模擬、風(fēng)致振動(dòng)特征、風(fēng)振控制以及阻尼器的優(yōu)化布置等問題展開了研究，主要進(jìn)行了以下工作:
　　1.根據(jù)風(fēng)速譜矩陣模擬特高壓輸電塔結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載時(shí)程
　　首先探討了不同模擬風(fēng)速時(shí)程的數(shù)值計(jì)算方法，選取了諧波合成方法作為該輸電塔結(jié)構(gòu)風(fēng)速時(shí)程的模擬方法。同時(shí)由于輸電塔結(jié)構(gòu)在高度方向尺度遠(yuǎn)大于其在其他方向的尺度，根據(jù)輸電塔結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在模擬風(fēng)速時(shí)采用了Kaimal風(fēng)速譜

2、來描述輸電塔結(jié)構(gòu)的風(fēng)場(chǎng);然后提出結(jié)合荷載規(guī)范計(jì)算風(fēng)荷載的方法，在模擬輸電塔結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載時(shí)，考慮了風(fēng)載體型系數(shù)等因素的影響。同時(shí)為了考察輸電塔結(jié)構(gòu)在不同風(fēng)向作用下的風(fēng)荷載的變化，分別模擬了正風(fēng)向和側(cè)風(fēng)向的風(fēng)荷載。
　　2.采用有限元軟件分析輸電塔結(jié)構(gòu)的風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng)
　　首先分析了該輸電塔結(jié)構(gòu)的振型，結(jié)果表明剛度較大，第一、二階振型的周期均在1.6s左右，同時(shí)需要注意的是該輸電塔結(jié)構(gòu)局部振動(dòng)比較明顯，在第三振型就出現(xiàn)了比較明顯的局

3、部振動(dòng)，分析表明需要采取相應(yīng)的措施解決該問題。然后采用時(shí)程分析方法計(jì)算了該輸電塔結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，比較了在正風(fēng)向和側(cè)風(fēng)向作用下結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)，結(jié)果表明，在兩種風(fēng)向的風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)差別不大，僅在局部（橫擔(dān)位置）有明顯的差別。
　　3.采用粘彈性阻尼器對(duì)該輸電塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)振控制
　　分析了粘彈性阻尼器的特征和主要性能參數(shù)，結(jié)果表明粘彈性阻尼器是一種隨溫度和頻率的變化敏感的材料，由于阻尼器構(gòu)造簡(jiǎn)單、安裝便于等優(yōu)

4、點(diǎn)使其在結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制中應(yīng)用較為廣泛;將粘彈性阻尼器加入到輸電塔結(jié)構(gòu)中對(duì)其進(jìn)行風(fēng)振控制，并將分析結(jié)果與未設(shè)置粘彈性阻尼器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。分析結(jié)果表明，采用粘彈性阻尼器可以明顯地降低結(jié)構(gòu)的風(fēng)致動(dòng)力響應(yīng)。
　　4.基于遺傳算法的粘彈性阻尼器優(yōu)化布置
　　將輸電塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為層間剪切模型，并基于遺傳算法建立了輸電塔結(jié)構(gòu)阻尼器布置的優(yōu)化模型，計(jì)算阻尼器布置的最優(yōu)解。結(jié)果表明，采用遺傳算法對(duì)輸電塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化可以得到穩(wěn)定的最優(yōu)解。同時(shí)考慮