本發(fā)明屬于輸電線路設(shè)計(jì)
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及到風(fēng)載荷實(shí)驗(yàn)
技術(shù)領(lǐng)域：
的一種新型輸電塔結(jié)構(gòu)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)用氣彈模型。
背景技術(shù)：
：隨著高壓、特高壓輸電線路的建設(shè)和發(fā)展，高壓輸電塔的高度和線路的檔距越來越大。輸電塔結(jié)構(gòu)在外界的激勵下更易發(fā)生氣動特性失穩(wěn)，從而導(dǎo)致輸電塔大幅振動，甚至發(fā)生倒塔事故，嚴(yán)重威脅著輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行。輸電塔是一種柔性結(jié)構(gòu)，在風(fēng)載荷的作用下會產(chǎn)生較大的響應(yīng)，塔架結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)問題機(jī)理十分復(fù)雜，在理論上尚無法完整地解決，所以往往通過實(shí)驗(yàn)的方法來研究風(fēng)振響應(yīng)。由于輸電塔結(jié)構(gòu)和工作條件的特殊性，對其采用現(xiàn)場試驗(yàn)研究的方法不易實(shí)現(xiàn)，通過氣彈模型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)測定輸電塔結(jié)構(gòu)的氣動特性和風(fēng)振動力響應(yīng)視為目前較為經(jīng)濟(jì)和有效的研究手段，然而合理有效的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪谦@得可靠研究數(shù)據(jù)的重要基礎(chǔ)。目前，現(xiàn)有的輸電塔氣彈模型主要存在的問題：1.不能滿足與輸電塔結(jié)構(gòu)原型幾何相似和質(zhì)量分布的相似；2.不能同時(shí)滿足與輸電塔結(jié)構(gòu)原型阻尼、頻率和剛度分布的相似；3.不能準(zhǔn)確地模擬出輸電塔結(jié)構(gòu)在風(fēng)載激勵下的渦流脫落效應(yīng)以及氣動特性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明針對上述存在的問題，提出一種新型輸電塔結(jié)構(gòu)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)用氣彈模型，該保證了氣彈模型和輸電塔原型結(jié)構(gòu)的剛度相似性；同時(shí)做到了質(zhì)量、阻尼、頻率、幾何等參數(shù)的相似；能夠準(zhǔn)確地模擬出輸電塔結(jié)構(gòu)在風(fēng)載激勵下的氣動特性，為輸電線路抗風(fēng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究提供了依據(jù)。本發(fā)明通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種新型輸電塔結(jié)構(gòu)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)用氣彈模型包括曲臂(5)、角鋼型節(jié)段(3)、n型彈簧片(4)、銅絲(6)和塔架骨架體(1)；所述塔架骨架體(1)是由按幾何相似加工成的角鋼型鋁材節(jié)段(3)通過螺栓(7)連接而成；曲臂(5)是由角鋼型鋁材節(jié)段(3)通過n型彈簧片連接(4)而成，角鋼型節(jié)段內(nèi)側(cè)設(shè)置有配重的金屬絲(6)。在上述的一種新型輸電塔結(jié)構(gòu)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)用氣彈模型中，所述的角鋼型鋁材節(jié)段(3)是與輸電塔原型結(jié)構(gòu)等比例縮小。在上述的一種新型輸電塔結(jié)構(gòu)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)用氣彈模型中，所述的角鋼型節(jié)段(3)所用材料為鋁板。在上述的一種新型輸電塔結(jié)構(gòu)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)用氣彈模型中，所述的n型彈簧片(4)幾何參數(shù)是可調(diào)節(jié)的。在上述的一種新型輸電塔結(jié)構(gòu)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)用氣彈模型中，所述的配重的金屬絲(6)為銅絲。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種新型輸電塔結(jié)構(gòu)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)用氣彈模型具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明可以通過調(diào)節(jié)n型彈簧片(4)的幾何參數(shù)保證了氣彈模型的剛度相似性；同時(shí)利用金屬絲(6)的配重和等比例縮小的角鋼型鋁材節(jié)段(3)做到了質(zhì)量、阻尼、頻率、幾何等參數(shù)的相似；制作過程簡單；能夠準(zhǔn)確地模擬出輸電塔結(jié)構(gòu)在風(fēng)載激勵下的渦流脫落效應(yīng)以及氣動特性，使模型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)可以獲得真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)，便于進(jìn)行輸電塔結(jié)構(gòu)的風(fēng)載特性研究。附圖說明圖1為本發(fā)明新型輸電塔結(jié)構(gòu)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)用氣彈模型的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2為本發(fā)明新型輸電塔結(jié)構(gòu)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)用氣彈模型中桿材截面示意圖。圖3為本發(fā)明新型輸電塔結(jié)構(gòu)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)用氣彈模型中連接塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明新型輸電塔結(jié)構(gòu)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)用氣彈模型中n型彈簧示意圖。圖中，1-骨架體；2-連接塊；3-角鋼型節(jié)段；4-n型彈簧片；5-曲臂；6-銅絲；7-螺栓孔。具體實(shí)施方式下面通過結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步具體的說明。如圖1所示本發(fā)明一種新型輸電塔結(jié)構(gòu)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)用氣彈模型，包括：曲臂(5)、角鋼型節(jié)段(3)、n型彈簧片(4)、銅絲(6)和塔架骨架體(1)；所述塔架骨架體(1)是由按幾何相似加工成的角鋼型鋁材節(jié)段(3)通過螺栓(7)連接而成；曲臂(5)是由角鋼型鋁材節(jié)段(3)通過n型彈簧片連接(4)而成，角鋼型節(jié)段內(nèi)側(cè)設(shè)置有配重的金屬絲(6)。所述輸電塔氣彈模型骨架體(1)為不同截面尺寸和長度尺寸的角鋼型鋁材節(jié)段(3)通過螺栓(7)連接組成；角鋼型節(jié)段(3)的幾何參數(shù)是通過相似比的原理計(jì)算而得；節(jié)段連接處采用等比例縮小的聯(lián)接塊(2)固定。然后將角鋼型鋁材節(jié)段(3)通過n型彈簧片(4)連接成模型的曲臂(5)；通過調(diào)節(jié)n型彈簧片(4)的幾何參數(shù)(L1，L2、L3、L4和h)保證氣彈模型的剛度相似；n型彈簧片(4)的幾何參數(shù)通過有限元計(jì)算得到。最后，通過有限元計(jì)算和動態(tài)試驗(yàn)的標(biāo)定，在節(jié)段內(nèi)側(cè)不同位置貼上不同直徑的銅絲(6)，以保證氣彈模型的質(zhì)量，阻尼等參數(shù)的相似性；曲臂(5)采用彈簧片(4)連接更能準(zhǔn)確地模擬出在風(fēng)載荷情況下輸電塔線體系耦合氣動力傳輸情況；同時(shí)下方采用等比例的螺栓連接保證了氣彈模型的穩(wěn)定性。通過試驗(yàn)標(biāo)定和有限元計(jì)算此實(shí)施例的具體設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。表1氣彈模型主要設(shè)計(jì)參數(shù)相似參數(shù)單位相似比數(shù)值幾何slm1∶n1∶15風(fēng)速svm/s1∶n0.51∶3.87頻率sfHzn0.53.87拉伸剛度N·m21∶n31∶3375密度sρkg/m311質(zhì)量kg1∶n31∶3375集中載荷N1∶n31∶3375阻尼比\11位移sγm1∶n1∶15加速度sαm/s211以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)的說明，并不限制本發(fā)明，其他的任何在未脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出的各種變化均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3