连续档导线动刚度计算及模型简化

为了揭示输电线路舞动时各档导线之间的相互影响,以绝缘子串及单档导线为子结构,建立了谐波激励下连续档导线运动的微分方程。通过子结构的力和位移连续条件求解方程,提出了连续档输电线动刚度的计算方法。结合有限元方法验证了连续档输电线动刚度计算方法的准确性。结果表明,当动刚度出现极大值时,谐波激励频率和该连续档导线的自振频率相同,依据这一结论可以获取连续档导线的自振频率。同时,以此为基础讨论了将连续档导线等效为弹簧-质点的可能性,具体算例表明在保证两者之间静刚度和频率相同时,通过调整弹簧刚度比和阻尼可以使两者之间的动刚度曲线一致。

小参数法在悬垂索共振中的应用

当面外横向振动和面内横向振动频率的比接近1:2时,悬索会出现面内和面外耦合共振现象。为了研究悬索这种复杂独特的非线性特性,利用多尺度法对谐波激励的悬索动力学方程进行求解,得到对应于不同阶小量的偏微分方程组,其中二阶小量偏微分方程中的久期项不为0;采用提出的小参数法可以得到由久期项引起的悬索振动形态,解决久期项频率与系统频率相同但不能直接求解的问题;为了证明小参数法的准确性,采用Galerkin方法离散悬垂索的运动方程,然后利用多尺度法求解离散的运动方程,得到采用基函数描述的由久期项引起的连续系统的振动形态,与小参数法结论一致。

连续档覆冰导线舞动数值模拟及参数分析

本文对仅有一档满足舞动条件的连续档输电线路的振动进行了详细地研究.利用ABAQUS通用软件建立考虑绝缘子串连续档覆冰输电线的精细有限元模型,通过用户自定义单元UEL施加空气动力载荷,获得考虑几何非线性的连续档覆冰导线大幅振动的时域解.根据数值结果研究了连续档输电导线档距及档数变化对连续档内不同档输电线舞动的影响规律,所得结果对连续档覆冰导线舞动和防舞技术的研究具有一定的参考价值.

含等档的输电线面内自由振动理论

连续档导线运动方程包含平方和立方非线性项,倍频时会产生多模态耦合的复杂响应,因此研究连续档导线模态及共振的频率分布规律尤为重要.基于模态综合法获得了具有相等档距的连续档导线模态函数,基于动刚度理论得到了不同模态对应的频率理论公式,并应用有限元方法验证了模态及频率理论公式的准确性.研究了不同模态对应频率随几何参数的变化趋势,结果表明有相等档距的连续档导线的共振条件和单档导线有明显区别,连续档导线面内对称模态之间容易产生1:1共振,面内对称与反对称模态之间易产生1:2共振.本文研究内容可用来分析连续档导线内共振及其分岔行为.

基于3自由度的新月形覆冰输电线舞动稳定性研究

针对覆冰输电线舞动问题提出了一种基于非对称空气动力系数矩阵的临界风速计算方法.基于拟静态理论得到覆冰输电线的气动载荷,该气动载荷考虑了横向运动以及扭转运动对相对风攻角的影响,最后建立等效的3自由度覆冰输电线舞动模型.在初始风攻角处对气动载荷进行泰勒展开,得到非对称的线性空气动力系数矩阵.结合3自由度振动方程以及非对称空气动力系数矩阵,采用Rourh-Hurwitz准则计算覆冰输电线舞动发生的临界风速.通过风洞实验测得新月型覆冰单导线的空气动力系数,根据本文提出的理论分析了竖向振动频率、面外振动频率以及扭转振动频率对临界风速的影响,最后与DenHartog理论得到的临界风速进行了对比.本文研究成果对于指导覆冰输电线路防舞设计具有理论意义.

输电线等效刚度计算方法及舞动分析

针对考虑相邻档输电线影响的架空输电线路舞动问题,提出了一种计算相邻档及绝缘子串等效刚度的方法。通过分析外部载荷作用下输电线长度变化情况,推导出单档输电线等效刚度的理论公式,同时研究了张力和高差对等效刚度的影响;针对有绝缘子串的单档及两档输电线进行力学分析,获得输电线等效刚度理论公式,该公式考虑了输电线上悬垂绝缘子串,同时包含了档距和高差等参数,可将该公式扩展到任意连续档输电线等效刚度的计算中。与有限元计算结果对比表明,该理论公式对连续档输电线等效刚度计算具有较高的精度,水平等效刚度的最大误差为2.7%。同时建立了两端有弹簧约束的单档导线的舞动方程,考察了两端约束弹簧刚度对舞动幅值的影响。结果表明,随着等效弹簧刚度减小,竖向舞动幅值先增加后减少。本研究可为理论分析架空输电线路舞动提供有效支持。

山地输电线动刚度计算及模态分析

为了揭示地形变化对连续档输电线动态特性的影响,本文提出了基于任意高差角的动刚度理论.首先将单档导线视为连续档导线的子结构,构建了两悬挂点不等高的单档导线振动方程,并在该理论方程中引入了二次项,能够考虑重力沿弦向分量的影响,推导出绝缘子串绕其悬挂点转动的动刚度计算方法,通过动刚度理论研究连续档导线横向振动模态和频率,并应用有限元软件ABAQUS验证理论模态和频率公式的准确性.所得结果表明,动刚度的计算方法具有较高的精度,理论模态与有限元输出结果吻合较好,同时获得的频率和模态可为山地高压输电线路防舞技术的研究提供依据.

引力的全息与热力学性质

从牛顿到爱因斯坦,人类一直致力于探索引力的各种性质.对引力系统的深刻研究,不仅能解释宇宙起源、揭示天体运行规律,还能促进引力与热力学、量子理论等学科融合发展.重庆交通大学曾晓雄教授领衔的科研团队经过多年不懈努力,在此方向做了一系列工作:创建了2种研究黑洞谱线的方法;揭示了引力、热力学、量子纠缠、量子信息间的关系;深化了全息理论的适用范围.

多跨悬索面内动态特性分析

以单跨悬索自由振动理论为基础,研究了多跨索面内动态特性.首先获得悬挂端位移激励下单跨索水平张力增量的表达形式,应用动刚度计算单跨索的频率.之后根据位移连续条件及力矩平衡方程,首次提出了基于动刚度法的两跨及三跨索面内固有频率及相应模态计算方法.数值算例表明采用新方法获得的多跨索频率及模态与有限元结果一致,但采用新方法计算多跨索的频率更快捷、方便,根据计算对称模态频率的超越方程还可得到连续档导线不同模态产生共振的条件.本研究建立的新方法方便推广到任意多跨索频率及模态的计算,获得的频率和模态可应用于覆冰输电线气动稳定性及动力响应的理论分析.