基于ANSYS的输电线舞动的仿真分析

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随着国民经济的发展,远距离、大跨度输电线路被广泛应用。但是在一些地区,由于地形和气候等原因造成了输电线路的大幅舞动,这对输电线的运行安全以及输电线路的寿命都产生了不利的影响。如何预防和控制输电线舞动成为目前国内外电力部门非常关心的问题。本文通过ANSYS软件来模拟舞动的过程,为预防和控制输电线舞动提供参考依据。   采用三自由度梁单元和比较成熟的悬链线来进行静态找型,以水平张力为收敛准则即,当输电线的水平内应力和已知的应力值相等时,便认为找型完成并结束找型。   对于升力系数曲线、阻力系数曲线和扭转系数曲线在ANSYS 中是应用TABLE 列表施加的(其优点是可以进行线性插值)。升力和阻力是按照面载荷的形式进行施加的,导线所加的面载荷近似认为跨度中点的载荷是最大的,悬挂点的载荷是最小的阶梯载荷,这样更符合实际情况。由于升力和阻力是速度的函数,所以只能采取小时间步长内的平均速度来近似瞬时速度。   对基于Den Hartog 垂直舞动机理的单自由度模型、O.Nigol(尼戈尔)扭转激发机理的两自由度模型和P.Yu(于培)的偏心惯性耦合失稳机理的三自由度模型分别进行了仿真分析。讨论了输电线舞动对各个结构参数和环境参数的敏感程度,从而得出振幅随各个参数的变化情况。   多点压重是根据实际情况把导线的水平跨度平分为若干份,在每一份上加一个重物,使其在舞动时形成节点,进而减小舞动振幅,但由于其相邻的导线长度接近或相等,所以相邻次档距之间的固有频率接近或相等,这使得舞动很容易在次档距之间传递,对导线的防舞是不利的。基于这点考虑提出了节点分割压重防舞,它布置防舞锤的方法是相邻次档距的长度不等、跨度左右不对称的方式。ANSYS的分析结果证明节点分割压重优于多点压重的防舞效果。   常见的分裂导线有二、三和四分裂导线,本文通过ANSYS 仿真得出在相同的环境和结构参数下,三分裂导线的舞动振幅是最小的,两分裂导线的舞动振幅是最大的。因此,基于这点考虑在其他条件允许的情况下,应该优先考虑三分裂导线。
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