安裝防振錘輸電線微風(fēng)振動(dòng)有限元分析

防振錘被廣泛運(yùn)用于架空輸電線以消耗微風(fēng)振動(dòng)的強(qiáng)度和保護(hù)輸電線免受疲勞損害。根據(jù)輸電線微風(fēng)振動(dòng)的特點(diǎn),給出了如何確定防振錘的數(shù)量及最佳安裝位置的方法,供輸電線路微風(fēng)防振時(shí)參考。

輸電線路舞動(dòng)的有限元分析

防振錘安裝距離實(shí)用公式為 b=0.415×10e-3×d×根號(hào)(9.81t/w) d－導(dǎo)線直徑 t－平均運(yùn)行張力 w－導(dǎo)線單位長(zhǎng)度重力n/m 35～500kv通用 防振錘的安裝： 防振錘的安裝位置最好在“波峰”點(diǎn)處，使其上下甩動(dòng)幅度最大，從而起到消耗最大振動(dòng)能量的作用。 安裝時(shí)一般大頭朝向桿塔s—防震錘安裝距離（線夾中心線至防震錘夾板中心線距離）鋁導(dǎo)線上應(yīng)纏繞 1×10軟鋁帶，安裝方向應(yīng)與導(dǎo)線在同一垂直面內(nèi)。安裝位置誤差應(yīng)不大于±30毫米，安裝距離、個(gè)數(shù)及位 置如下所示： 防振錘安裝距離 注：在同一耐張段內(nèi)，防振錘的安裝距離一樣 防振錘安裝個(gè)數(shù)表 導(dǎo)線直徑 檔距(m) 一個(gè)二個(gè)三個(gè) d＜12≤300300-600600-900 12≤d≤22≤350350-700700-1000 22＜d＜37.1≤450450-800800-120

文中首先提出電磁式防振錘的新型設(shè)計(jì)思路,分析其工作原理;然后根據(jù)動(dòng)力學(xué)理論建立機(jī)械部分的振動(dòng)模型,吸收風(fēng)振的能量;根據(jù)電磁感應(yīng)原理及電橋理論,將輸電線微風(fēng)振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成了電能,并以熱能的形式消耗在電橋的電阻上,由基爾霍夫定律建立一組非線性數(shù)學(xué)模型。與fkh-5z機(jī)械防振錘比較,電磁防振錘頻帶響應(yīng)寬,防振效果好。

為了探索一種能有效評(píng)價(jià)防振錘耗能性能的測(cè)試方法,在對(duì)互功率譜密度法函數(shù)物理意義進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,提出了在對(duì)防振錘采用等幅掃頻激振時(shí)測(cè)量激勵(lì)與響應(yīng)的互功率譜密度的方法。對(duì)fr型電力防振錘的試驗(yàn)結(jié)果表明,在對(duì)互功率譜密度函數(shù)進(jìn)行積分后,可以直接得到防振錘的固有頻率、耗能曲線等參數(shù),完整地反映出防振錘的動(dòng)態(tài)耗能性能。

基于鋼管塔構(gòu)件微風(fēng)振動(dòng)的機(jī)理,推導(dǎo)了考慮構(gòu)件軸向力作用的鋼管塔構(gòu)件微風(fēng)振動(dòng)起振臨界風(fēng)速的計(jì)算方法,給出了不同桿端約束鋼管構(gòu)件不發(fā)生微風(fēng)振動(dòng)的最大長(zhǎng)細(xì)比限值計(jì)算公式。分析發(fā)現(xiàn),對(duì)于小管徑的鋼管構(gòu)件,僅通過控制長(zhǎng)細(xì)比抑制其微風(fēng)振動(dòng),勢(shì)必造成巨大的浪費(fèi)。計(jì)算表明,當(dāng)鋼管構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比不小于76時(shí),在50年的設(shè)計(jì)使用壽命期內(nèi),構(gòu)件的微風(fēng)振動(dòng)不會(huì)導(dǎo)致其發(fā)生疲勞破壞。

這是一個(gè)“創(chuàng)新型”課題qc小組成果,小組成員針對(duì)舊防振錘存在銹蝕、掉頭、掛異物等問題,研制出一種新型防振錘,解決了銹蝕、掉頭、掛異物等問題。該成果基本遵循“創(chuàng)新型”課題qc小組活動(dòng)程序,方案選擇時(shí)能夠充分用試驗(yàn)或數(shù)據(jù)分析來確定。本成果的長(zhǎng)處是進(jìn)行了層層分解,充分分析了新型防振錘的研制方案,這正是“創(chuàng)新型”課題qc

二、設(shè)備簡(jiǎn)介山西省臨汾輸電工區(qū)擔(dān)負(fù)著臨汾全區(qū)110kv-500kv高壓輸電線路的運(yùn)行維護(hù)和檢修工作。管轄66條1500km輸電線路,4654基桿塔,防振錘的數(shù)量為54300個(gè)。防振錘主要適用于35kv-500kv輸電線路導(dǎo)線和架空地線上,它的作用是當(dāng)導(dǎo)線或架空地線振動(dòng)時(shí),懸掛在導(dǎo)線或架空地線上的防振錘相對(duì)運(yùn)動(dòng)吸收了導(dǎo)線的振動(dòng)能量,從而保護(hù)導(dǎo)線不會(huì)因外力振動(dòng)而發(fā)生故障。由此可見,防振錘是保障輸電線路安全運(yùn)行的一種重要金具(見圖1)。

為更好地控制架空輸電線的微風(fēng)振動(dòng),研究防振錘安裝位置的優(yōu)化計(jì)算方法是非常必要的。通過分析架空輸電線微風(fēng)振動(dòng)的隨機(jī)性特點(diǎn),根據(jù)風(fēng)速與輸電線振動(dòng)頻率之間的關(guān)系,由風(fēng)速的概率分布求出了輸電線振動(dòng)頻率的概率分布,提出用計(jì)算加權(quán)振幅比的方法,來考慮微風(fēng)振動(dòng)的危險(xiǎn)振動(dòng)頻率范圍以及各振動(dòng)頻率出現(xiàn)的概率,實(shí)現(xiàn)防振錘安裝位置的優(yōu)化計(jì)算。最后,通過對(duì)一個(gè)實(shí)際工程的計(jì)算驗(yàn)證了該方法的有效性。該方法可用于輸電線防振錘安裝位置的優(yōu)化計(jì)算。

疊合結(jié)構(gòu)變形的非線性有限元分析——為了解疊合結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，使其廣泛地應(yīng)用于工程實(shí)際，基于abaqus對(duì)疊合板變形進(jìn)行了有限元分析，得出疊合板的變形特征、剛度變化規(guī)律及變化原因等，為疊合結(jié)構(gòu)的有限元分析提供了參考。

張力結(jié)構(gòu)的非線性有限元分析——張力結(jié)構(gòu)中的索結(jié)構(gòu)分析通常采用非線性二節(jié)點(diǎn)直線或二次曲線單元．但是在大跨度索結(jié)構(gòu)，尤其是索穹頂結(jié)構(gòu)的分析中，常用的單元已不能滿足精度的要求本文提出了考慮自重作用下有初始垂度的五結(jié)點(diǎn)非線性空間曲線元模型，放棄了一...

索穹頂結(jié)構(gòu)非線性有限元分析——索穹頂結(jié)構(gòu)是大變形柔性組合結(jié)構(gòu),其受力分析屬于幾何非線性問題。本文采用二節(jié)點(diǎn)直線桿單元模擬受壓桿,提出并采用新型二節(jié)點(diǎn)曲線索單元模擬受拉索,建立并求解了索穹頂結(jié)構(gòu)混合有限元方程。通過若干算例的分析與比較,表明上述有限...

加筋土擋墻非線性有限元分析——采用分離式有限元模式，通過引入筋-土、面板-土、面板-面板接觸單元，建立由土體單元、接觸單元、面板單元和加筋材單元組合的加筋土擋墻有限元模型，對(duì)加筋土擋墻進(jìn)行非線性分析。有限元計(jì)算值與試驗(yàn)值和工程實(shí)例實(shí)測(cè)值相吻合，...

對(duì)彎曲振動(dòng)階梯圓盤一般的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了分析,指出其中的一些缺陷,并用有限元軟件ansys對(duì)一個(gè)平板圓盤和一個(gè)階梯圓盤進(jìn)行模擬,將振型分布作了對(duì)比,指出了設(shè)計(jì)的理論缺陷。提出用有限元軟件ansys設(shè)計(jì)階梯圓盤的新思路,對(duì)于實(shí)現(xiàn)大功率超聲在空氣中的應(yīng)用有一定的幫助。

以激振力為10t的振動(dòng)打樁機(jī)激振器為例,針對(duì)常用的幾種半圓式偏心塊結(jié)構(gòu),從理論上獲得其結(jié)構(gòu)參數(shù),并運(yùn)用solidworks機(jī)械設(shè)計(jì)軟件建立模型,在此基礎(chǔ)上使用有限元分析軟件cosmos/work對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和有限元計(jì)算,得到:彎角式偏心塊比直角式偏心塊承受的應(yīng)力小,在恒定離心力作用下剛度和安全系數(shù)大;裝配彎角偏心塊強(qiáng)度和承載能力最好,并便于拆裝和移運(yùn)等結(jié)論,為改進(jìn)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)使用提供了理論依據(jù)。

基于對(duì)鉆機(jī)鉆孔時(shí)的工況分析,闡述了鉆機(jī)主要存在的3種振動(dòng)形式,并分別建立相應(yīng)的振動(dòng)分析模型及方程,然后根據(jù)模型運(yùn)用有限元軟件對(duì)其進(jìn)行諧響應(yīng)分析,從而得出鉆桿振動(dòng)強(qiáng)度與外在激勵(lì)頻率之間的關(guān)系,為以后鉆機(jī)鉆進(jìn)工藝參數(shù)設(shè)計(jì)提供了一些依據(jù)。

防護(hù)金具(安裝防振錘)

近年來我國(guó)高壓輸電線路風(fēng)偏閃絡(luò)問題頻頻發(fā)生,因此對(duì)高壓輸電線路中有限元軟件法的分析便顯得尤為重要。就此根據(jù)有限元軟件在實(shí)際輸電線路中的應(yīng)用,對(duì)輸電風(fēng)偏問題進(jìn)行穩(wěn)態(tài)風(fēng)、陣風(fēng)等不同模式情況下的研究,從而有效應(yīng)對(duì)因輸電線路風(fēng)偏閃絡(luò)所造成的輸電線路事故。

介紹了計(jì)算防振錘及阻尼系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性最新的試驗(yàn)方法，其中包括試驗(yàn)儀器、試驗(yàn)步驟及測(cè)量精確度等。根據(jù)所規(guī)定的試驗(yàn)方法各自所存在的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了一些基本的指導(dǎo)思想。但就本文而言所詳述的試驗(yàn)方法及步驟僅適合用于實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)模擬試驗(yàn)。

防振錘安裝曲線的繪制與使用

微風(fēng)振動(dòng)是一個(gè)異常錯(cuò)綜復(fù)雜和隨機(jī)性很強(qiáng)的問題,穩(wěn)定的又比較緩慢的微風(fēng)是造成導(dǎo)線振動(dòng)的主要因素。本文首先介紹了微風(fēng)振動(dòng)的危害,然后簡(jiǎn)單分析了影響振動(dòng)的因素,最后詳細(xì)談?wù)劶芸蛰旊娋€路微風(fēng)振動(dòng)的防治措施。

受架空輸電導(dǎo)線拉力的影響,導(dǎo)線在夾持區(qū)易出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象,在微風(fēng)振動(dòng)作用下,夾持區(qū)易產(chǎn)生疲勞斷股破壞.采用abaqus有限元分析軟件,對(duì)35kv架空導(dǎo)線的夾持區(qū)進(jìn)行有限元分析,結(jié)果表明應(yīng)力集中主要分布在線夾出口處,隨導(dǎo)線拉力增大,導(dǎo)線底部應(yīng)力集中明顯減小,頂部也有減小.