2022, 35(4):783-792.
摘要:针对消能减震结构在层间位移较小时耗能效率欠佳的问题,提出了一种可将结构层间位移放大的黏弹性阻 尼器,并建立了位移放大型阻尼系统的力学模型,完成了位移放大 2.5 倍的黏弹性阻尼器和普通黏弹阻尼器的力学 性能对比试验,最后通过算例分析探讨了不同减震结构的地震响应。所提出的力学模型与试验结果吻合。位移放 大型阻尼器的出力和耗能相比普通阻尼器被有效地放大。多遇地震下,附加位移放大型黏弹性阻尼器减震结构的 附加阻尼比显著提升,阻尼耗能是普通减震结构的 1.98 倍。
2022, 35(4):793-805.
摘要:对低周循环荷载下框架节点位移延性系数 μ 影响因素进行分析,指出轴压比是影响框架节点延性的主控因素。以 ECC 框架节点中十字型节点和 T 型节点抗震性能试验为原型,基于有限元软件 ABAQUS 中 CDP 模型建立框架节点计算模型,并与试验结果比较,验证了计算模拟的可靠性。基于此,建立轴压比分别为 0.3,0.5,0.7 和 0.9的二级抗震等级下的 ECC 框架节点计算模型,研究轴压比对不同类型 ECC 节点抗震性能的影响。结果表明:轴压比对 ECC 框架节点抗震性能影响明显,十字型及 T 型节点的耗能能力、刚度退化及位移延性系数与轴压比(0.5~0.9)呈负相关,其构件破坏形态为延性破坏;而在同一轴压比(0.3~0.7)和加载制度下,T 型节点的抗震性能要优于十字型节点,位移延性系数增加 4.1%~35.1%。为了保证十字型、T 型框架节点的抗震性能,建议 ECC 框架节点设计轴压比应控制在 0.5 左右。
2022, 35(4):806-813.
摘要:选取一个应变响应测点作为参考点,定义了响应应变功率谱密度传递比(Strain Power Spectrum Density Transmissibility,SPSDT),从理论上证明了 SPSDT 在系统的极点处为应变振型系数之比。利用这一性质,选取一系列不同的参考点构造响应应变功率谱密度传递比矩阵,在系统的极点处对该矩阵进行奇异值分解,分解所得左奇异矩阵的第一列向量即为应变振型,从而实现结构工作应变模态参数的识别。与传统的工作模态分析方法相比,SPSDT 方法不需要对激励做白噪声假定,不需要多种激励类型,仅在一种激励下即可识别出结构的工作应变模态参数。通过数值模拟算例和实验室模型试验验证了所提出方法的有效性,并与传统的频域分解法和随机子空间识别方法进行了比较,验证了所提出方法是有效的。最后分析了采样时长对识别结果的影响,结果表明该方法仅用 1min 时长数据即可达到稳定的识别精度,具有较好的鲁棒性。
2022, 35(4):814-825.
摘要:将带有黏弹性特性的 Maxwell 模型引入系统中,提出一种含惯容和接地刚度的动力吸振器,并对该模型进行参数优化。建立系统的动力学方程并求出解析解,发现幅频曲线中存在三个固定点。利用固定点理论将系统的三个固定点调整到同一高度,得到系统的最优频率比和最优刚度比,并根据 H∞优化准则求出系统的最优阻尼比。在参数优化过程时,发现惯容比在一定范围内,有两组适合该模型的最优参数,进而确定不同惯容比所对应的最优参数。考虑实际工程应用并保证系统的稳定性,对比两组参数的优化结果,在常规参数下确定了惯容比的最佳工作范围。分析惯容比在最佳工作范围内外系统参数的选择对系统响应的影响,给出了在实际工程应用中的建议。与已有的动力吸振器在简谐激励和随机激励下的减振效果进行比较,说明恰当地选取惯容比可使系统有明显的减振优 势,为设计动力吸振器提供理论依据。
2022, 35(4):826-833.
摘要:针对空间柔性机械臂容易发生热致振动的问题,以中心刚体?旋转梁模型为研究对象,在柔性梁表面部分覆盖增强主动约束层阻尼,研究了系统受热载荷冲击作用下的振动控制问题。假设基梁为适用于温度场的功能梯度材料(Functionally Graded Materials,FGM)梁,且材料特性沿轴向梯度分布。基于刚?柔耦合建模理论对温度场中的旋转 FGM 梁进行动力学建模,采用数值分析方法研究了增强主动约束层阻尼贴片位置/覆盖率、温度、结构宽度以及中心刚体半径等参数对结构末端变形的影响,经过对比找到了对结构振动影响较大的几个因素,包括贴片位置、贴片覆盖率以及结构宽度,可根据研究结果对结构进行优化,从而达到振动抑制的目的。
2022, 35(4):834-840.
摘要:空气弹簧目前越来越多地用于高端车辆和高铁的隔振,但其动刚度的精确模型不够完善。提出了一种基于热力学的多腔室空气弹簧动刚度理论模型,以适用于乘用车空气悬架控制的精确算法。该动刚度公式综合考虑了外界热交换产生的等效阻尼特性、空气气囊的气腔刚度特性以及气囊阻尼特性,给出各贡献项明确的物理意义及精确的数学表达。与传统空气弹簧模型相比,本模型未对气腔内部气体变化过程加以约束,故具有较强的普适性。示功实验验证了提出的空气弹簧动刚度理论在大行程下的精确性(与实验值相对误差在 0.5% 以内)和普适性。
2022, 35(4):841-848.
摘要:针对动力电池特性参数受振动影响会导致其状态估计精度受到干扰而目前又没有统一测试规范的问题,提出一种基于多方向实车振动路谱探究电池模组容量和阻抗特性的试验研究方法。通过分析国内外电池振动测试标准,提出采用实车路谱的必要性,然后设计采集系统获取强化道路下的电池包多方向振动信号,计算其功率谱密度估计,并选取能量集中频率区间分段拟合,构建适用于一般振动台的随机振动曲线。最后搭建了振动放电试验系统,以电池模组为对象还原实车中的安装形式与预紧力,进行振动工况下的标准放电和脉冲特性测试。结果表明:路面激励传递到电池包存在明显能量衰减和敏感方向,电池包振动加速度小于 2g 且能量集中于 50 Hz 以下;一般的强化道路振动对动力电池放电容量并无明显影响,但会引起直流内阻产生不超过 10% 的增大。研究结果将为考虑振动因素的动力电池状态估计与故障诊断提供支撑。
2022, 35(4):849-856.
摘要:根据随机波浪的能量分布特点,建议了一种随机波浪作用下大尺度桩柱的判别方法。在此基础上,利用大尺度桩柱波浪力谱,结合随机函数的降维思想,提出了大尺度单桩及群桩随机波浪力场的降维模拟方法。数值分析表明,此方法生成的大尺度桩柱代表性样本的均值、标准差、功率谱密度函数、自相关及互相关函数均与目标值拟合一致,且模拟精度均高于 Monte Carlo 方法,模拟效率与 Monte Carlo 方法相当。基于绕射理论和基于 Morison 方程分别对大尺度桩柱进行对比分析,以考察大尺度桩柱基于 Morison 方程所带来的误差。通过对桩柱在单桩及群桩情况下的模拟结果对比分析,进而说明群桩效应对桩柱波浪力的影响。
2022, 35(4):857-865.
摘要:基于大比例 X 形桩?网复合地基模型,开展了高速铁路列车荷载下桩?网复合地基的动力特性试验研究,分析了不同车速情况下地基土的振动速度、动应力和动位移的分布特性,探讨了循环荷载下轨道路堤地基系统的振动响应和路堤内部动应力的分布特征和衰减规律。采用 PLAXIS 3D 建立数值分析模型,研究了不同列车轴重及振动频率对路堤振动速度响应的影响,对比了无筋路堤与双层土工格栅加筋路堤在动荷载作用下桩顶与桩间土竖向应力的分布规律。结果表明:轨道板表面处竖向位移随时间呈“M”形周期性变化;竖向速度响应在路堤表层处最大,沿地基横向及深度方向逐渐衰减,在路堤中衰减了近 90%。随着加载频率及加载幅值的增大,土体振动速度逐渐增大。动荷载对无筋路堤影响显著,土拱效应明显减弱,桩土应力比值随加载频率的提高逐渐减小。土工格栅加筋路堤张力膜效应能够减小动荷载对复合地基的影响。
2022, 35(4):866-875.
摘要:建立垂向安装有具有两阶自振频率的调频式钢轨阻尼器(Tuned Rail Damper,TRD)的曲线轨道频域解析模型。将此曲线轨道视为离散支承的无限周期结构,引入周期无限结构理论,结合频域模态叠加法,通过求解轨道某“基本元”内一点的动力响应,进而得到安装有 TRD 的曲线轨道上任意位置处的动力响应。对安装 TRD 的曲线轨道动力特性进行计算分析可知:TRD 能够显著降低曲线轨道在 TRD 自振频率附近频段内的振动响应并有效抑制曲线轨道的 pinned?pinned 共振;安装 TRD 后,曲线轨道钢轨振动衰减率明显增大;TRD 对不同半径曲线轨道的动力响应均具有一定的抑制作用;移动谐振荷载作用下,当荷载激振频率大于轨道自振频率时,安装 TRD 的曲线轨道时域振动响应被不同程度地抑制,当荷载激振频率与 TRD 自振频率一致时,轨道的振动响应显著降低。
2022, 35(4):876-886.
摘要:既有车轮多边形问题研究中,通常将同一轮对两侧车轮圆周视为相同轮廓,然而现场实测发现,同一轮对两侧车轮圆周在整个镟修周期内常处于相异状态。结合实测数据对轮对两侧车轮圆周状态进行归类划分;建立车辆?轨道耦合系统动力学模型,分析轮对两侧车轮圆周状态对轮轨动态响应的影响。结果表明,依据实测数据和离散傅里叶变换结果,理论上将轮对两侧车轮圆周状态分为同阶同幅、同阶异幅、异阶同幅、异阶异幅和单侧非圆;轮对两侧车轮之间的相互作用对轮轨接触特性影响微弱,对轮轨蠕滑特性影响较为明显,对轮轨磨耗的影响显著;同阶状态导致车轮圆周磨耗以整倍阶次发展,异阶状态导致车轮圆周磨耗出现多个显著阶次,包括自身阶次、另一侧车轮阶次、两侧车轮阶次之和以及高阶次的整倍数阶次。结果可为高速列车车轮多边形形成机理的探究提供参考。
2022, 35(4):887-894.
摘要:为提高环境适应性和可靠性,提出一种基于组合换能器的磁耦合式压电振动发电机,该发电机由纵振的耦合器和横摆的组合换能器构成。建立了组合换能器和磁力的 COMSOL 有限元模型,并进行了仿真分析,获得了组合换能器簧片长度比、厚度比及磁铁间距对发电机输出性能的影响。在此基础上,选取较佳的结构参数(长度比为0.57、厚度比为 2),设计制作了样机并进行了试验测试,获得了激励磁铁和受激磁铁间横向距离 Lx、纵向距离 Ly、竖向距离 Lz及负载电阻对发电机输出性能的影响规律。结果表明:激励频率 f<20 Hz 时,存在两个较佳谐振频率(由小到大分别记为 fn1和 fn2),使输出电压出现峰值。谐振频率及其所对应的电压峰值均随 Lx,Ly及 Lz的变化而变化,故合理选择激励磁铁和受激磁铁间距可降低 fn1、提高 fn2及增大输出电压,有效提高发电机的带宽和环境适应性。存在最佳负载电阻使发电机输出功率达到最大,f=11 Hz,R=540 kΩ 时所获得的最大输出功率达 0.19 mW。
2022, 35(4):895-902.
摘要:两粗糙表面的接触本质上是大量微凸体的接触,具有复杂的力学行为,连接界面的力学建模是重要的科学问题。从微观角度出发,对单个微凸体进行接触分析,并考虑了微凸体相互作用造成的基底面的下降,根据分形理论积分,建立了整个接触面的法向接触模型。利用该模型,可确定在给定法向预紧载荷下微接触截面积的概率密度函数;根据 Mindlin 模型、Masing 准则和分形理论,建立了两粗糙表面接触的切向载荷与切向位移的关系,并研究了不同参数对系统能量耗散的影响。数值仿真结果表明,能量耗散随分形维数 D 增大而增大,随分形粗糙度参数 G 及法向预紧力增大而降低。
2022, 35(4):903-911.
摘要:为模拟人体行走过程中的力学行为,运用多刚体模型对人体进行简化建模,建立了四刚体?四自由度的人体动力学模型。运用欧拉?拉格朗日方程的方法推导了动力系统摆动阶段动力学方程。为了使四刚体模型的行走具有拟人性,使用贝塞尔曲线对驱动自由度的运动轨迹进行了规划,从而将多自由度的运动方程简化为求解单自由度常微分方程的边界值问题。将数值模拟结果与试验和荷载模型进行对比,验证了所建立模型的可行性。
2022, 35(4):912-919.
摘要:为求解起重机突然卸载冲击液压防后倾装置的动态响应问题,提出一种液压防后倾装置特性建模方法。将液压防后倾装置简化为变阻尼缓冲模型,对模型的管路特性和插装阀特性分别进行理论分析,建立描述液压防后倾装置缓冲特性的一般方法。通过系列特性试验,分离缓冲力中的阻尼力分量,辨识出描述液压防后倾装置阻尼特性的参数。将液压防后倾装置模型作为随速度变化的虚拟力集成入起重机刚柔耦合模型中,构成起重机虚拟样机模型。通过起重机卸载冲击仿真,获得描述卸载载荷和阻尼力关系的仿真曲线,通过起重机防后倾试验,验证了仿真模型的准确性。这一试验建模方法为准确求解一类弹性结构与液压缓冲系统之间的复杂动力学响应提供参考。
2022, 35(4):920-931.
摘要:针对高温高压高产(三高)气井流体诱发油管柱振动失效问题,采用微元法、能量法结合哈密顿原理,考虑了油管自重、井眼轨迹变化、井筒温度压力变化、油套管接触碰撞等因素,建立了三高气井油管柱三维非线性流致振动模型。采用拉格朗日和三次埃尔米特函数离散控制方程,并使用增量形式的 Newmark?β 和 Newton?Raphson 联合迭代求解离散后的控制方程。根据中国南海三高气井参数,采用相似原理,设计了油管柱流致振动模拟试 验装置,测得油管柱振动响应数据,与理论模型计算结果对比,验证了振动模型的正确性。采用实例井参数,分析了油管柱振动特性,结果表明,上部油管三维空间横向振动明显,而中下部油管长时间紧靠于套管壁上发生振动,导致下部油管易发生纵向和横向的磨损,同时油管纵向振动出现混沌现象,且中下部位置油管混沌现象最明显,因此,现场设计人员需重点关注下部油管柱的安全性。
2022, 35(4):932-941.
摘要:为深入研究变工况下滚动轴承故障特征信息提取及状态识别方法,分别以圆柱滚子轴承三种典型状态件(轴承正常、外圈磨损、滚动体磨损)为研究对象,开展变工况下的圆柱滚子轴承振动信号特性分析。搭建了某型特种车辆变速箱圆柱滚子轴承实验台架,通过实验台架采集了不同输入转速作用下的圆柱滚子轴承故障振动信号。在此基础上,采用广义 S 变换(Generalized Stockwell Transform,GST)对原始振动信号进行时频域转换,将获得的二维时频矩阵作为特征矩阵;对特征矩阵进行奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD),获得表征圆柱滚子轴承 典 型 状 态 件 特 征 信 息 的 奇 异 值 向 量 组 ;将 提 取 的 奇 异 值 向 量 组 输 入 支 持 向 量 机(Support Vector Machine,SVM),利用 SVM 实现圆柱滚子轴承不同状态类型识别。结果表明:该方法可有效实现变工况下圆柱滚子轴承振动信号特征信息提取及状态识别,为旋转机械设备在线监测提供了一种有效手段。
2022, 35(4):942-948.
摘要:针对传统最大类间方差法(Maximum Between?Class Variance,MBCV)在分离轴承故障信号过程中存在的分割阈值适应性差、分离效果不佳的问题,提出一种基于 MBCV 动态阈值曲线的滚动轴承故障诊断方法。该方法通过 MBCV 法获得频谱均分子区间的各分割阈值,然后高阶拟合各部分阈值进而获得动态阈值曲线,再通过调整优化频谱分段数量并以分离信号与原信号之间的均方根误差最小化为目标确定最优阈值曲线;依据最优动态阈值曲线将信号频谱分割为高、低两部分,对低幅值部分进行傅里叶逆变换及平方包络谱分析进而诊断故障。此方法能有效消除强干扰成分,最大化提取轴承故障特征。实验分析结果表明,相比于传统 MBCV 法,该方法提取的故障特征更加明显。
2022, 35(4):949-957.
摘要:传统深度学习的轴承故障诊断方法网络复杂,训练参数多,模型泛化性弱。针对上述问题,在工业大数据背景下,提出一种结合改进 Inception V2 模块和 CBAM 注意力机制的轴承故障诊断方法,改进后的 Inception V2 模块通过增加平均池化层,进一步拓宽分支网络结构,从而提高网络表达能力。将轴承振动信号通过小波变换转换为时频图,作为卷积神经网络的输入,通过改进 Inception V2 模块对输入特征进行自适应特征提取,跨通道对提取的特征进行信息组织;通过 CBAM 注意力机制生成通道和空间的双重注意力权重,增强相关度高的特征并抑制相关度不高的特征;将生成的特征数据输入到全局平均池化层,并输出故障诊断结果。实验结果表明:该方法可以建立“浅层”卷积神经网络模型,减少模型参数,加快模型收敛速度,实现 99.75% 的准确率;同时在不同负载以及高噪声条 件下,模型有较好的泛化性,更适合应用在工业大数据中。
2022, 35(4):958-968.
摘要:针对电机轴承振动信号特征提取与工况识别困难的问题,提出一种基于增强辛几何模态分解(ESGMD)和自组织自编码卷积网络(SOAECN)的电机轴承工况识别方法。在辛几何模态分解(SGMD)的基础上将电机轴承振动信号自适应分解为初始辛几何模态分量(ISGMCs),并利用改进凝聚聚类算法对 ISGMCs 重新组合得到聚类辛几何模态分量(CSGMCs);提出一种综合评价指标,利用此指标筛选能反映振动信号特征的 CSGMCs 分量并重构;结合卷积神经网络和小波自编码器,构造自编码卷积网络(AECN),并在 AECN 基础上改进其损失函数且引入自组织策略,进而构造 SOAECN;将重构后的振动信号输入 SOAECN 进行自动特征提取与工况识别。实验结果表明:ESGMD?SOAECN 方法的工况识别率达到了 98.76%,自动特征提取能力和工况识别能力优于深度稀疏自动编码器、深度降噪自动编码器和深度信念网络等深度学习方法,可为电机轴承自动工况识别提供参考。
2022, 35(4):969-975.
摘要:为探究龙卷风作用下高速铁路接触网的动力响应,以简单链形接触网为研究对象,基于 Wen 模型模拟三维移动龙卷风场,开展了移动龙卷风作用下的接触网风振响应分析,研究了龙卷风级别及移动速度等关键参数对接触网动力响应的影响。结果表明,接触线横向位移响应幅值发生在龙卷风场中心到达结构之前;龙卷风移动速度的增加在一定范围导致接触线横向振动响应更加剧烈,然而当移动速度过大时,接触线横向位移响应幅值下降。在研究所选 F1 及 F2 级龙卷风作用下,接触线各跨间最大横向位移响应幅值均在规范的许用范围之内;而 F3 级龙卷风作用下,接触线振动响应接近甚至超过规范限值,应当引起关注。
2022, 35(4):976-988.
摘要:将惯容元件与安装在连体超高层建筑各自原有的水箱串联组成多调谐液柱惯容阻尼器(MTLCDI),用于控制连体超高层建筑的风振响应。MTLCDI 不仅发挥水箱供水和消防的功能,还利用惯容元件的质量放大效应使其在实际质量较小的情况下有效控制主体结构的风致响应。建立了 MTLCDI 控制连体超高层建筑风振响应的非线性运动方程,用等效线性化方法讨论该方程的解;结合测压风洞试验,以某一连体超高层建筑为工程实例分析MTLCDI 的振动控制效果;将 MTLCDI 控制效果与单、多调谐质量惯容阻尼器(TMDI,MTMDI)、单调谐液柱惯容阻尼器(TLCDI)的控制效果进行比较。结果表明:与其他 3 种阻尼器相比,MTLCDI 能有效减小连体超高层建筑的风致加速度响应、脉动位移响应和层间位移角,还兼具有效利用建筑物各自水箱和节省安装空间的优势。研究结果为连体超高层建筑风振控制设计提供参考。
2022, 35(4):989-1000.
摘要:为了对运营阶段风和车流作用下大跨公路悬索桥进行纵向减振并对阻尼器进行参数优化,通过在已有的风?车?桥耦合振动分析系统中引入液体黏滞阻尼器单元,建立了随机风?车流?悬索桥分析系统。以一座典型山区大跨悬索桥为工程背景,采用建立的分析系统对比分析了布置阻尼器前后加劲梁在随机风和车流作用下纵向振动的时频特性。在此基础上,进行了阻尼器的参数敏感性分析,研究了阻尼器参数的不同取值对加劲梁位移和塔底内力的影响规律。以优化全桥结构受力、降低纵向振动响应为目标,采用响应面法对阻尼器的参数进行了优化分析。研究表明:对于风、车流荷载单独以及联合作用下的加劲梁纵向振动,阻尼器均能有效降低纵向振动的幅值;但能否降低纵向振动的频率取决于纵向振动中主频的成分。设置液体黏滞阻尼器后,风、车流荷载单独或者联合作用下,加劲梁纵向位移极值和纵向累积位移均随着阻尼系数的增大和速度指数的减小呈减小趋势。此外,不同荷载工况下液体黏滞阻尼器对塔底纵向弯矩的影响规律不同:在风荷载单独作用下,阻尼器会增加塔底纵向弯矩。优化后的液体黏滞阻尼器参数建议取值区间为:阻尼系数宜取 500~700 kN/(m/s)α,速度指数宜取 0.3~0.5。
2022, 35(4):1001-1009.
摘要:针对大跨悬索桥的模态阻尼的风速依赖特性还未被深入探究的问题,以西堠门大桥健康监测系统获取的加劲梁加速度时程序列为分析对象,采用自然环境激励技术与特征系统实现算法相结合的方法(NExT?ERA),识别了西堠门大桥在七组风速下共 3015 组模态频率和模态阻尼比,重点分析了结构模态阻尼比的风速依赖特征、概型分布及其置信区间,探讨了大跨悬索桥模态阻尼的统计参数随风速的变化规律。研究发现:不同风速下西堠门大桥横向振动阻尼比均在 1.0% 以上,但特定风速下结构竖向和扭转振动阻尼在 95% 保证率的最小值分别为 0.2% 和0.3%;风速的变化对大跨悬索桥模态阻尼比的大小和波动程度均会产生显著影响,相同风速条件下,结构扭转和横向模态阻尼的均值和方差均明显大于竖向阻尼;随着风速的增大,竖向阻尼的均值和方差逐渐增大,扭转阻尼的均值和方差略有减小,但横向阻尼变化不大;不同风速条件下结构 3 个方向的模态阻尼比均服从广义极值分布,但风速会影响结构竖向和扭转振型阻尼的概型分布的拖尾性质。
2022, 35(4):1010-1019.
摘要:为了研究不同脉动风参数及结构运动状态对钝体断面复气动导纳的影响,介绍了在 CFD 中产生竖风向及顺风向谐波脉动风场的方法,该方法幅值可控且能多频率组合;对宽高比为 4∶1 矩形断面,采用 CFD 识别其在不同风攻角及三种谐波幅值下的升力和阻力复气动导纳;对比了多频率组合谐波及竖向、扭转简谐运动下的气动导纳。结果表明:在 0°风攻角下,升力气动导纳与实验值吻合较好,验证了数值模拟的正确性;较大的风攻角和谐波幅值均对复气动导纳有显著影响;在多频率谐波及断面不同运动状态下,升力复气动导纳基本保持不变,但扭转运动能增大高频处的阻力复气动导纳值。
2022, 35(4):1020-1028.
摘要:基于计算流体动力学(CFD)方法,得到了山脉迎风面输电线路横向和竖向平均风速,研究了线路架设位置、杆塔呼称高、山脉坡度三种因素对输电线路风速的影响。建立了跨越山脉的四档输电线路有限元模型,分别利用山地风速和平地风速计算线路风偏响应,得到风偏角增大百分比。同时利用响应面方法建立了三种因素和风偏角增大百分比的二次回归方程。研究表明:当线路越靠近山脊,杆塔呼称高越高,线路风偏越严重。对于架设在山脉总高度 3/4 以下的线路,设计时可以适当减小设计风速,既保证线路风偏安全性又可提高经济性;架设在山脉总高度3/4 以上的线路,应适当增大设计风速,以提高输电线路风偏安全性。
2022, 35(4):1029-1036.
摘要:针对具有离散自振频率的三自由度系统,提出一种修正的矩阵摄动解方法,推导了同时考虑惯性耦合及气动刚度的特征值实部修正解。该修正解表明,考虑惯性耦合后系统稳定性与多项气动力参数相关,稳定性判断较为复杂,但在一些常见条件下可得到简化的实用判断式。以某 D 形覆冰六分裂导线为例,通过与数值解的对比验证了该修正解的准确性。对该修正解的分析表明,附加质量主要通过重力刚度、惯性耦合的作用改变特征值实部数值,从而影响系统的舞动稳定性,且这两种作用均存在与气动力的耦合。最后,基于该修正解对输电线路常用的双摆防舞器进行分析,结果表明针对给定风攻角的双摆防舞器能够有效抑制舞动,但若风攻角及气动力条件发生变化,则可能失去防舞效果。该修正解提供了一种分析附加质量对舞动稳定性影响机理的方法,对输电线路防舞设计具有指导意义。