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不同因素对于深海系泊系统动张力的影响分析

天津大学学报 2011年第4期44卷 313-318页

作者：张若瑜唐友刚刘利琴陈超核李旭天津大学建筑工程学院暨港口与海洋工程教育部重点实验室天津300072 海南大学土木建筑工程学院海口570228 中国海洋石油工程股份有限公司天津300451

研究了流作用下的初始位置、缆长和预张力对于深海系泊缆动张力的影响.考虑深水系缆的拉伸和弯曲变形,以及缆变形的几何非线性和水动力影响,取正交坐标和切向量描述任意结点的6个广义位移,基于细长杆理论推导缆索的单元刚度矩阵,引入单... 详细信息

研究了流作用下的初始位置、缆长和预张力对于深海系泊缆动张力的影响.考虑深水系缆的拉伸和弯曲变形,以及缆变形的几何非线性和水动力影响,取正交坐标和切向量描述任意结点的6个广义位移,基于细长杆理论推导缆索的单元刚度矩阵,引入单元内张力一致假设,得到12×12的非线性刚度矩阵,实现了本文单元与有限元软件的调用对接.同时计算了不同初始位置、缆长和预张力条件下系泊系统的动张力,给出了不同因素对于动张力的影响规律.

关键词：系泊系统细长杆理论有限元法预张力动张力

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大跨越导线动张力计算和模型实验

高电压技术 2008年第5期34卷 978-983页

作者：韩银全梁枢果陈寅张冬兵武汉大学土木建筑工程学院

为正确认识塔线耦合力等效应理论基础的导线线端动张力,保障线路安全运行的工程需要,在考虑导线初始垂度和抗拉刚度情况下,建立了导线自由振动的非线性微分方程,用连续化超越函数解法,将导线自由振动曲线形式分为正对称和反对称两类模... 详细信息

为正确认识塔线耦合力等效应理论基础的导线线端动张力,保障线路安全运行的工程需要,在考虑导线初始垂度和抗拉刚度情况下,建立了导线自由振动的非线性微分方程,用连续化超越函数解法,将导线自由振动曲线形式分为正对称和反对称两类模态分别进行模态分析,得出导线动张力成分仅由在平面内对称模态振动引起。将导线不平衡合力对各阶正对称模态幅值求导后为零,联立后求解,即可得到各阶正对称模态幅值,使叠加后的正对称模态与导线实际振动更逼近。将导线在平面正对称基本振型参数规一化后,推导出了导线线端动张力的近似计算公式。对某实际工程的近似公式计算结果与气动弹性模型实验数据对比分析的一致结论说明了动张力近似公式计算结果准确,导线振动过程中线内动张力与初始张力数量级相同。因此,可得出这样结论,导线在实际振动过程中,线端张力变化很大,尤其导线产生低频大振幅舞动时,应慎重考虑由此引起的导线首先失效隐患。

关键词：导线耦合力学效应非线性微分方程对称模态气动弹性模型实验对比分析动张力

基于动张力均方根反应谱的大跨越输电线路设计风荷载计算方法

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振动与冲击 2012年第9期31卷 82-89页

作者：汪大海李杰武汉理工大学建筑工程系武汉430070 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学建筑工程系上海200092

作为一种典型的风致敏感结构,大跨越输电线路在强风作用下产生的随机振动张力,往往是线路结构设计中的控制荷载。基于导线的连续悬索动力方程和变形几何条件,建立风振动态张力的广义自由度计算理论模型。依据随机振动理论,获得动张力响... 详细信息

作为一种典型的风致敏感结构,大跨越输电线路在强风作用下产生的随机振动张力,往往是线路结构设计中的控制荷载。基于导线的连续悬索动力方程和变形几何条件,建立风振动态张力的广义自由度计算理论模型。依据随机振动理论,获得动张力响应的功率谱。引入常用的工程设计参数为变量,推导了动张力的均方根反应谱表达式。将其整理和简化,给出实用设计风荷载的计算公式。以某大跨越输电线路为例,与我国规范、国际电气协会规范取值比较。结果表明该公式考虑因素全面,力学意义清晰,结果更为安全合理,可作为规范修订的参考。

关键词：输电线风致响应动张力计算模型均方根反应谱

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动张力简化方法对输电线舞动的影响研究

应用力学学报 2020年第4期37卷 1717-1723,I0023页

作者：闵光云刘小会孙测世蔡萌琦王佩祥重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆交通大学省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 成都大学建筑与土木工程学院成都610106

针对覆冰输电线舞动,考察了弯曲刚度、两种不同动张力简化方法对舞动特征的影响。首先基于哈密顿原理推导了考虑抗弯刚度的输电线振动偏微分方程,采用Galerkin方法将偏微分方程转换为常微分方程。采用两种不同的计算方法将偏微分方程转... 详细信息

针对覆冰输电线舞动,考察了弯曲刚度、两种不同动张力简化方法对舞动特征的影响。首先基于哈密顿原理推导了考虑抗弯刚度的输电线振动偏微分方程,采用Galerkin方法将偏微分方程转换为常微分方程。采用两种不同的计算方法将偏微分方程转换为常微分方程,一种方法将动张力在长度范围内进行平均,然后采用Galerkin方法;另外一种是直接使用Galerkin方法转换该偏微分方程。参数分析表明,两种不同的动张力计算方法对得到的二自由度常微分方程各非线性系数及耦合项系数值有显著影响。针对具体的覆冰导线,研究了抗弯刚度以及两种动张力计算方法对舞动幅值的影响,结果表明对于档距大于300m的大跨度结构,动张力简化前后两种情况下,抗弯刚度EI对相位、幅值的影响较小,但动张力简化方法对系统的频率、相位、幅值影响明显。

关键词：输电线动张力参数分析档距振幅

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深海系缆动张力的超谐动力响应

船舶力学 2012年第7期16卷 804-811页

作者：张若瑜唐友刚宋吉哲刘利琴天津大学建筑工程学院暨港口与海洋工程教育部重点实验室天津300072 中国船级社天津分社天津300457

文章考虑深水系缆的拉伸和弯曲变形,取正交坐标和切向量描述任意结点的6个广义位移,考虑缆变形的几何非线性和水动力影响,基于细长杆理论推导缆索的单元刚度矩阵,引入单元内张力一致假设,推导出12×12的非线性刚度矩阵,并与有限元软件... 详细信息

文章考虑深水系缆的拉伸和弯曲变形,取正交坐标和切向量描述任意结点的6个广义位移,考虑缆变形的几何非线性和水动力影响,基于细长杆理论推导缆索的单元刚度矩阵,引入单元内张力一致假设,推导出12×12的非线性刚度矩阵,并与有限元软件对接。针对1800m水深平台的系缆,考虑系缆端点垂荡运动,以及端点垂荡、横荡和海流作用两种状态下系泊系统的动力响应。计算结果表明,端点运动和海流作用,引起系缆系统的二倍超谐动力响应,并且随着流速增大,系缆超谐动力响应增大,系缆的超谐动张力分量对于缆索疲劳累积损伤具有重要影响,在系缆疲劳分析时应该予以考虑。

关键词：细长杆理论有限元法系泊系统动张力

超深矿井提升机多层缠绕钢丝绳圈间过渡对钢丝绳动张力的影响研究

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振动与冲击 2017年第19期36卷 250-254页

作者：李晓光龚宪生吴水源罗宇驰重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 重庆大学机械工程学院重庆400044

针对超深矿井提升机多层缠绕,研究多层缠绕钢丝绳圈间过渡时的加速度变化,运用提升钢丝绳的动张力微分方程和MATLAB中的Simulink模块,建立对称及非对称双折线过渡绳槽下多层缠绕钢丝绳的动张力仿真模型并对仿真结果进行分析比较。结果表... 详细信息

针对超深矿井提升机多层缠绕,研究多层缠绕钢丝绳圈间过渡时的加速度变化,运用提升钢丝绳的动张力微分方程和MATLAB中的Simulink模块,建立对称及非对称双折线过渡绳槽下多层缠绕钢丝绳的动张力仿真模型并对仿真结果进行分析比较。结果表明,多层缠绕钢丝绳在圈间过渡时产生的加速度变化会对钢丝绳的动张力产生明显的影响,采用对称式折线绳槽进行圈间过渡时的动张力大于非对称折线绳槽,在提升阶段的后期此现象尤为明显。这些结果对超深井提升系统多层缠绕研究有重要的参考价值。

关键词：多层缠绕圈间过渡双折线过渡绳槽动张力

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输电线顺风向动张力作用的理论与试验研究

武汉理工大学学报 2019年第12期41卷 89-97页

作者：张志强汪大海黄增浩章东鸿徐康汪伟南方电网科学研究院有限责任公司广州510663 武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070 中国能源建设集团广东省电力设计院有限责任公司广州510663

输电线路是典型的风敏感结构。强风作用下输电线大幅抖振响应在其端部产生的顺风向动张力作用,是支撑线路的杆塔结构承载力设计的控制荷载和关键因素。基于大跨柔性索结构的静力与动力学方程,分别推导了输电线平均风偏的非线性静张力响... 详细信息

输电线路是典型的风敏感结构。强风作用下输电线大幅抖振响应在其端部产生的顺风向动张力作用,是支撑线路的杆塔结构承载力设计的控制荷载和关键因素。基于大跨柔性索结构的静力与动力学方程,分别推导了输电线平均风偏的非线性静张力响应,以及脉动风作用下动张力响应的时域理论计算方法;再依据风工程理论,给出了顺风向动张力作用的背景分量和模态共振分量的功率谱及均方根的频域解析解。并以典型四分裂输电线路为工程实例,通过开展标准气弹模型风洞试验测试,对前述理论模型进行了分析和校验。研究表明:平均风偏状态对导线的动力特性和顺风向动张力的影响不可忽略,气动阻尼显著导致背景响应所占比重为主,对于共振分量,一阶面外模态响应贡献较大。该文提出的理论模型可以合理精确地评估输电线强风振动张力荷载效应。

关键词：输电线动张力风振响应风洞试验

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深海系泊系统动张力有限元计算

海洋工程 2009年第4期27卷 10-15,22页

作者：唐友刚张若瑜刘利琴胡楠天津大学建筑工程学院暨港口与海洋工程教育部重点实验室天津300072 天津市修船技术研究所天津300456

考虑深海聚酯尼龙系泊缆的拉伸和弯曲变形,取正交坐标和切向量描述任意结点的6个广义位移,缆变形的几何非线性,基于细长杆理论推导缆索单元的刚度矩阵和质量矩阵,得到12×12的非线性单元特性矩阵,利用有限元软件计算系泊系统的动张力。... 详细信息

考虑深海聚酯尼龙系泊缆的拉伸和弯曲变形,取正交坐标和切向量描述任意结点的6个广义位移,缆变形的几何非线性,基于细长杆理论推导缆索单元的刚度矩阵和质量矩阵,得到12×12的非线性单元特性矩阵,利用有限元软件计算系泊系统的动张力。针对水深1 800 m由12根缆定位的Spar平台,考虑水流对系泊系统的作用,计算了不同外激励下的系缆动张力,讨论了激励频率对系缆张力的影响。结果表明,建立的缆索单元特性矩阵可以较好模拟深海聚酯缆的力学性能,并且得到的深海系泊缆动张力变化规律和力学特性是合理的。

关键词： Spar平台细长杆理论几何非线性系泊系统动张力

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基于虚拟样机技术的钢丝绳动张力仿真研究

机床与液压 2013年第17期41卷 156-158,162页

作者：董达善孙友刚刘龙上海海事大学物流工程学院上海201306

为确保吊装系统作业安全,对钢丝绳的动张力进行研究具有重要意义,ADAMS软件为动张力的研究提供了很好的仿真平台。分析3种钢丝绳动张力建模方案的优缺点及其适用情况,并通过实例,对不同情况下钢丝绳动张力变化规律进行仿真分析。结果表... 详细信息

为确保吊装系统作业安全,对钢丝绳的动张力进行研究具有重要意义,ADAMS软件为动张力的研究提供了很好的仿真平台。分析3种钢丝绳动张力建模方案的优缺点及其适用情况,并通过实例,对不同情况下钢丝绳动张力变化规律进行仿真分析。结果表明:当工况改变时,应对提升过程中的动张力给予充分重视。

关键词： ADAMS 动力学仿真钢丝绳动张力