覆冰导线均匀和非均匀脱冰跳跃数值模拟研究

介绍了几种模拟覆冰及脱冰的方法:等效荷载法、质量法、Támás模型以及单元生死法。采用有限元法以某大档距跨越段为例,建立了孤立档覆冰导线的有限元模型,分析了覆冰导线非均匀脱冰和均匀脱冰。结果表明:非均匀脱冰动态张力明显比均匀脱冰动态张力小,导线脱冰的最小动态张力与导线跳跃幅值息息相关,导线跳跃幅值越大导致最小动张力越小,其实质是由导线的松弛度来决定的。

输电线路非均匀脱冰严重工况的规律

导线因脱冰而上下剧烈运动对输电线路造成电气和机械事故。为研究随机非均匀脱冰跳跃建立了3自由度多档导线运动模型,通过数值计算分析随机非均匀1次、2次、3次的脱冰跳跃规律得知：随机非均匀脱冰跳跃幅值最大点并不一定在脱冰档中点;非均匀脱冰段中点位置在0.35～0.75档距之间时能够产生严重的冰跳幅值;非均匀脱冰量一定时,脱冰率越大,冰跳幅值越大;非均匀脱冰量一定且脱冰段数〉2时,脱冰段互相紧靠比相互分离产生更大的冰跳高度;非均匀脱冰量一定时,脱冰次数对冰跳幅值影响较小,脱冰段整体位置对冰跳幅值影响较大。比较非均匀脱冰与均匀脱冰,证明非均匀脱冰比均匀脱冰具有更严重的冰跳幅值。研究表明,架空输电线路设计应考虑随机非均匀脱冰状况。

输电线路爆破除冰动态特性

为研究输电线路爆破除冰效果及动态特性,进行了50 m孤立档输电线路爆破除冰模型实验,采用人工覆冰方式,通过引爆预设在输电线下侧的导爆索去除部分线路覆冰,测量了爆破除冰过程中三种输电线档中位移和端部动张力,并将爆破载荷简化为三角波载荷,利用有限元软件ABAQUS对实验工况进行了模拟验证;进一步利用模拟方法研究了爆破除冰量为20%时除冰位置对跳跃幅值和动张力的影响。结果表明:对于雨凇,爆破作用只会引起输电线爆破区域的覆冰脱落;爆破除冰时跳跃幅值和动张力幅值均大于相同位置自然脱冰,而随除冰位置的变化趋势与自然脱冰相似;与导线相比,地线光缆的跳跃幅值受爆破作用影响更显著。

超声速流中含间隙和立方非线性二元机翼的动力学分析

研究超声速流中含间隙和立方非线性二元机翼的气动弹性响应.首先由二阶活塞理论得到了双楔机翼的气动力和气动力矩.然后由平均法得到了气动弹性方程的极限环响应,并用Flo-quet理论分析了极限环的稳定性.结果表明,间隙系统在超临界Hopf分岔的条件下也存在Fold分岔和幅值的跳跃现象.而后,数值解与平均法的结果进行了对比,两者吻合得很好.最后,详细研究了间隙参数对气动弹性响应的影响.

系泊多体浮式码头的非线性动力特性

多体浮式码头由很多小的浮体模块组成,浮体间通过连接件相连,连接件可提供吸引和排斥力,首尾两端用缆索锚泊于海底.不同于传统分析方法,将每一个浮体模块当做一个独立振子,引入两个相对独立的耦合参数来分别表示浮体间的吸引作用和排斥作用,再考虑波浪和系泊缆作用,得到多体浮式码头动力响应的非线性分析模型.以长度600米的链式四浮体码头为例,利用四阶Runge-Kutta法求解码头运动微分方程,得到码头的运动响应情况和最佳的耦合参数范围区间.数值结果发现,吸引和排斥耦合的相互作用使得多体浮式码头模型表现出丰富的动力学现象,比如幅值跳跃、滞后同步、反向同步等.最后,为进一步揭示耦合多浮体系统的集体动力学行为,引入一个相似函数,该函数可表征两时间序列的相关性强弱,从而判断多体浮码头响应同步化协同效应程度.该方法尝试从网络动力学的角度去研究多体浮式码头的非线性动力特性,为多体浮式码头的初步设计提供理论参考.