[發(fā)明專利]一種輸電塔氣彈性模型參數(shù)調(diào)整方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811314111.4
• 申請(qǐng)日: 2018-11-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109282961B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉石;黃正;楊毅;高慶水;張楚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東電科院能源技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01M9/08
• 分類號(hào): G01M9/08;G06F30/20
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N輸電塔氣彈性模型參數(shù)調(diào)整方法及裝置。本申請(qǐng)根據(jù)原型塔和模型塔桿件上穩(wěn)定臨界應(yīng)力相同的條件進(jìn)行模型桿體規(guī)格匹配，并通過(guò)外包輕質(zhì)ABS板保證各桿件氣動(dòng)外形相似以及結(jié)構(gòu)質(zhì)量特性相似。最后依照得出的規(guī)格參數(shù)搭建輸電塔氣彈性模型，能夠?qū)崿F(xiàn)從構(gòu)件上滿足臨界應(yīng)力相同，從結(jié)構(gòu)上滿足破壞模式相似，在風(fēng)洞試驗(yàn)中模擬出結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)破壞情況，從而提高輸電塔結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)氣彈試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，解決了現(xiàn)有的輸電塔氣彈性模型難以準(zhǔn)確地模擬輸電塔結(jié)構(gòu)在失穩(wěn)破壞模式下的氣彈響應(yīng)的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及空氣動(dòng)力學(xué)模型領(lǐng)域，尤其涉及一種輸電塔氣彈性模型參數(shù)調(diào)整方法及裝置。

背景技術(shù)

輸電塔氣彈性模型用于輸電塔線體系的氣彈性風(fēng)洞試驗(yàn)，目前，輸電塔氣彈模型的設(shè)計(jì)包括有離散剛度法。其中，離散剛度法要求模型各型材既做到剛度相似又做到幾何相似，是將輸電塔的各個(gè)型材進(jìn)行剛度和幾何的模擬，可以較準(zhǔn)確地模擬輸電塔塔架主要型材的軸向剛度和幾何尺寸，所以基于離散剛度法設(shè)計(jì)的模型與真型的相似性最好，但模型制作難度大，制作的模型很難保證在各個(gè)型材剛度和幾何尺寸相似的情況下做到模型的整體剛度和質(zhì)量的嚴(yán)格相似。

然而現(xiàn)有的氣彈性模型制作方案主要針對(duì)正常的結(jié)構(gòu)氣彈性響應(yīng)來(lái)設(shè)計(jì)，注重結(jié)構(gòu)的整體響應(yīng)，如結(jié)構(gòu)的位移、速度和加速度等，且按照離散剛度法的要求制作的模型很難保證在各個(gè)型材剛度和幾何尺寸相似的情況下做到模型的整體剛度和質(zhì)量的嚴(yán)格相似，導(dǎo)致了現(xiàn)有的輸電塔氣彈性模型難以準(zhǔn)確地模擬輸電塔結(jié)構(gòu)在失穩(wěn)破壞模式下的氣彈響應(yīng)的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N輸電塔氣彈性模型桿件及輸電塔氣彈性模型，用于解決現(xiàn)有的輸電塔氣彈性模型難以準(zhǔn)確地模擬輸電塔結(jié)構(gòu)在失穩(wěn)破壞模式下的氣彈響應(yīng)的技術(shù)問(wèn)題。

有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N輸電塔氣彈性模型參數(shù)調(diào)整方法包括：

獲取待制作的輸電塔氣彈性模型與原型輸電塔的相似比參數(shù)，確定與所述原型輸電塔的各個(gè)原型桿件一一對(duì)應(yīng)的模型桿件的截面面積，并根據(jù)所述截面面積確定所述模型桿件外徑參數(shù)和厚度參數(shù)；

以所述原型輸電塔的實(shí)際數(shù)據(jù)作為輸入量，通過(guò)有限元模型靜力推倒仿真，確定所述原型輸電塔達(dá)到失穩(wěn)狀態(tài)時(shí)，各個(gè)所述原型桿件的應(yīng)力值，并根據(jù)應(yīng)力與穩(wěn)定系數(shù)轉(zhuǎn)換公式，將所述應(yīng)力值轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的目標(biāo)穩(wěn)定系數(shù)；

根據(jù)所述模型桿件外徑參數(shù)和厚度參數(shù)，通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定系數(shù)表確定所述模型桿件的設(shè)計(jì)穩(wěn)定系數(shù)，若所述設(shè)計(jì)穩(wěn)定系數(shù)小于所述目標(biāo)穩(wěn)定系數(shù)，則更新所述模型桿件的外徑參數(shù)和厚度參數(shù)，當(dāng)當(dāng)前的所述模型桿件的外徑參數(shù)和厚度參數(shù)對(duì)應(yīng)的所述設(shè)計(jì)穩(wěn)定系數(shù)不小于所述目標(biāo)穩(wěn)定系數(shù)時(shí)，輸出當(dāng)前的所述模型桿件的外徑參數(shù)和厚度參數(shù)。

優(yōu)選地，所述相似比參數(shù)具體包括：幾何相似比、風(fēng)速相似比、頻率相似比、拉伸剛度相似比、質(zhì)量相似比和阻尼相似比。

優(yōu)選地，所述獲取待制作的輸電塔氣彈性模型與原型輸電塔的相似比參數(shù)，確定與所述原型輸電塔的各個(gè)原型桿件一一對(duì)應(yīng)的模型桿件的截面面積具體包括：

所述獲取待制作的輸電塔氣彈性模型與原型輸電塔的拉伸剛度相似比參數(shù)，結(jié)合模型桿件的截面面積計(jì)算公式，確定與所述原型輸電塔的各個(gè)原型桿件一一對(duì)應(yīng)的模型桿件的截面面積，其中所述模型桿件的截面面積計(jì)算公式具體為：

式中，E為原型桿件的彈性模量，A為原型桿件的截面面積，E₀為模型桿件材料的彈性模量，A₀為模型桿件截面面積，n^-3為縮尺比為1:n時(shí)的比例系數(shù)。

優(yōu)選地，所述輸出當(dāng)前的所述模型桿件的外徑參數(shù)和厚度參數(shù)之后還包括：