[發明專利]一種輸電塔風致隨機振動分析方法和相關裝置

在審

• 申請號: 202011271520.8
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112380748A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 劉小璐;聶銘;謝文平;羅嘯宇;黃正;鐘萬里
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F17/16;G06F17/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種輸電塔風致隨機振動分析方法，其特征在于，包括：

獲取輸電塔的結構參數，根據所述結構參數建立所述輸電塔的結構響應系數矩陣，所述結構參數包括：質量陣、阻尼陣和剛度陣；

對所述結構響應系數矩陣中預置的結構關鍵響應對應的行矩陣進行提取，得到所述輸電塔的結構關鍵響應系數矩陣；

根據預置高度的風速時程樣本，基于風速與風壓的關系得到所述輸電塔的風壓時程，將所述風壓時程代入到風荷載公式，計算得到所述輸電塔的風荷載時程樣本；

將所述結構關鍵響應系數矩陣和所述風荷載時程樣本代入到結構關鍵響應公式，計算得到所述輸電塔的結構關鍵響應樣本；

根據所述結構關鍵響應樣本，基于時變均值公式，計算得到所述結構關鍵響應樣本的時變均值，將所述時變均值和所述結構關鍵響應樣本代入到時變方差公式，計算得到所述結構關鍵響應樣本的時變方差。

2.根據權利要求1所述的輸電塔風致隨機振動分析方法，其特征在于，所述根據所述結構關鍵響應樣本，基于時變均值公式，計算得到所述結構關鍵響應樣本的時變均值，將所述時變均值和所述結構關鍵響應樣本代入到時變方差公式，計算得到所述結構關鍵響應樣本的時變方差，之后還包括：

根據所述結構關鍵響應樣本，基于平均峰值公式，計算得到所述結構關鍵響應樣本的平均峰值。

3.根據權利要求1所述的輸電塔風致隨機振動分析方法，其特征在于，所述獲取輸電塔的結構參數，具體包括：

根據所述輸電塔的幾何信息和材料信息，建立所述輸電塔的有限元模型；

對所述有限元模型進行參數提取，得到所述輸電塔的結構參數。

4.根據權利要求1所述的輸電塔風致隨機振動分析方法，其特征在于，所述根據所述結構參數建立所述輸電塔的結構響應系數矩陣具體為：基于結構響應系數矩陣計算公式，根據所述結構參數建立所述輸電塔的結構響應系數矩陣，所述結構響應系數矩陣計算公式為：

式中：

式中，A_i,j(i＝1,2,…,n；j＝0,1,…,i)為所述結構響應系數矩陣，M為所述質量陣，C為所述阻尼陣，K為所述剛度陣，L為風荷載定位矩陣；I為單位矩陣；Δt為時間步長，n為時間步數，γ＝0.5，β＝0.25。

5.根據權利要求1所述的輸電塔風致隨機振動分析方法，其特征在于，所述風荷載公式為：

式中，F_k(t)為第k個所述風荷載時程樣本，其中共有m個風荷載元素，μ_Si為第i個風荷載處構件體型系數；μ_Zi為第i個風荷載處風壓高度變化系數，A_S為第i個風荷載處構件迎風面的投影面積，w_k(t)為所述風壓時程。

6.根據權利要求1所述的輸電塔風致隨機振動分析方法，其特征在于，所述結構關鍵響應公式為：

式中，r_k(t_i)為所述輸電塔在第k個所述風荷載時程樣本下時刻t_i處的結構關鍵響應，F_k(t)為第k個所述風荷載時程樣本，a_i,j為所述結構關鍵響應系數矩陣。