考虑转动自由度影响的格构式塔架风致响应及风荷载识别研究 被引量：1

1

作者 张庆 付兴 江文强 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期96-105,共10页

格构式塔架在基础设施中有着广泛应用,风荷载及风致响应的获取对评估格构式塔架的健康状态具有重要意义,但风荷载难以直接测量,通过加速度、应变等响应重构风荷载成为解决该问题的途径之一。经典的风荷载识别方法没有考虑转动的影响,导... 格构式塔架在基础设施中有着广泛应用,风荷载及风致响应的获取对评估格构式塔架的健康状态具有重要意义,但风荷载难以直接测量,通过加速度、应变等响应重构风荷载成为解决该问题的途径之一。经典的风荷载识别方法没有考虑转动的影响,导致识别结果不准确。该研究在监测数据已知的前提下,提出了一种考虑转动自由度影响的风荷载识别方法。首先,由应变响应重构出动态位移和模态信息;然后,使用卡尔曼滤波算法计算出速度响应和模态风荷载;最后,建立包含转动自由度影响的质量矩阵,并识别出结构所受风荷载。格构式塔架数值模拟证明,该方法重构的风荷载在时域和频域均和理论值高度符合,最高测点处均值和均方根误差不超过7%。54.5 m高的足尺塔试验进一步表明所提方法用于实际结构的重构误差一般在10%以内。 展开更多

关键词 格构式塔架 风荷载 简化力学模型 卡尔曼滤波 足尺试验

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格构式塔架动力风荷载解析模型 被引量：37

2

作者 梁枢果 邹良浩 +1 位作者 赵林 葛耀君 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期166-171,共6页

基于高频底座天平测力风洞试验,得到了三种典型的格构式塔架的顺风向、横风向与扭转向一阶振型广义荷载谱与均方根广义力系数.在此基础上,利用最小二乘法拟合,建立了格构式塔架的一阶振型广义风荷载谱解析模型.该模型与风洞试验结果吻... 基于高频底座天平测力风洞试验,得到了三种典型的格构式塔架的顺风向、横风向与扭转向一阶振型广义荷载谱与均方根广义力系数.在此基础上,利用最小二乘法拟合,建立了格构式塔架的一阶振型广义风荷载谱解析模型.该模型与风洞试验结果吻合较好,可在此基础上建立格构式塔架二维或三维动力响应的频域计算方法. 展开更多

关键词 格构式塔架 风洞试验 广义风荷载谱 解析模型

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格构式塔架三维动力风荷载的风洞试验研究 被引量：25

3

作者 梁枢果 邹良浩 +1 位作者 赵林 葛耀君 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2007年第3期311-318,329,共9页

通过底座天平测力风洞试验,测量了三种典型的格构式塔架(输电塔、通讯塔和电视塔)的顺风向、横风向和扭转向动力风荷载。由于模型本身的质量不够轻、刚度不够大,一阶共振力的影响不可忽视,本文作者推导了消除模型一阶共振影响的实用公式... 通过底座天平测力风洞试验,测量了三种典型的格构式塔架(输电塔、通讯塔和电视塔)的顺风向、横风向和扭转向动力风荷载。由于模型本身的质量不够轻、刚度不够大,一阶共振力的影响不可忽视,本文作者推导了消除模型一阶共振影响的实用公式,进而得到格构式塔架顺、横、扭三维广义荷载谱和均方根广义力系数。最后,本文分析了这三种格构式塔架的动力风荷载特征,得到了几点重要的结论。 展开更多

关键词 格构式塔架 高频测力天平 风洞试验 三维动力风荷载

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格构式塔架风力特性试验研究 被引量：22

4

作者 张庆华 顾明 黄鹏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期1-4,共4页

应用高频测力天平技术,对格构式输电塔塔身模型进行了不同紊流度下的风洞试验,研究其风力特性。结果表明风场对塔架结构的平均风力系数影响较小,塔架结构平均风力以顺风向风力为主,顺风向的脉动风力大于横风向,扭转脉动力可以忽略不计... 应用高频测力天平技术,对格构式输电塔塔身模型进行了不同紊流度下的风洞试验,研究其风力特性。结果表明风场对塔架结构的平均风力系数影响较小,塔架结构平均风力以顺风向风力为主,顺风向的脉动风力大于横风向,扭转脉动力可以忽略不计。同时还对比了不同国家规范中关于格构式塔架平均阻力系数的规定。谱分析表明,塔架结构顺风向主要表现为来流紊流激励;横风向力谱较为复杂,可能存在复杂的激励机制;塔架扭转功率谱是一明显的宽频谱,较顺、横风向功率谱值小很多,且随紊流度谱值变化不大。相干性分析表明,塔架结构横风向基底剪力与基底扭矩的相干性较强,紊流度对其影响不大。 展开更多

关键词 格构式塔架 风洞试验 高频动态测力天平 风力系数 功率谱 相干函数

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遮挡型格构式塔架风力特性试验研究 被引量：7

5

作者 李正良 刘欣鹏 +2 位作者 晏致涛 肖正直 俞登科 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期99-104,共6页

基于高频天平测力技术,对遮挡型格构式塔架模型进行不同遮挡距离、不同试验风速下的风洞试验,研究其对遮挡型格构式塔架顺风向、橫风向、扭转向平均风力系数以及对顺风向、橫风向基底弯矩功率谱的影响,并在此基础上利用最小二乘法对两... 基于高频天平测力技术,对遮挡型格构式塔架模型进行不同遮挡距离、不同试验风速下的风洞试验,研究其对遮挡型格构式塔架顺风向、橫风向、扭转向平均风力系数以及对顺风向、橫风向基底弯矩功率谱的影响,并在此基础上利用最小二乘法对两个方向的功率谱进行了参数拟合。结果表明,遮挡距离是影响平均风力系数的重要影响因素,而试验风速仅对橫风向平均风力系数有影响;与平均风力系数相反,对于基底弯矩功率谱而言,试验风速对其影响显著,而遮挡距离在整个频段上对功率谱密度影响并不大;特定工况下极值脉动功率谱拟合效果较好,可用于遮挡型格构式塔架动力响应的频域计算中。 展开更多

关键词 遮挡型格构式塔架 风洞试验 风力系数 功率谱 解析模型

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格构式塔架顺风向风振响应 被引量：5

6

作者 邹良浩 梁枢果 +2 位作者 熊铁华 赵林 葛耀君 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2009年第3期42-47,共6页

基于高频底座测力天平风洞试验数据得到了格构式塔架顺风向一阶振型广义荷载均方根系数和广义荷载谱解析模型,并从修正线性振型广义荷载谱的角度推导了一阶振型广义荷载谱修正方法和高阶振型广义荷载谱表达式,进而利用推导得到的广义荷... 基于高频底座测力天平风洞试验数据得到了格构式塔架顺风向一阶振型广义荷载均方根系数和广义荷载谱解析模型,并从修正线性振型广义荷载谱的角度推导了一阶振型广义荷载谱修正方法和高阶振型广义荷载谱表达式,进而利用推导得到的广义荷载谱,计算了3种典型格构式塔架气弹模型的顶部加速度均方根响应,通过将计算结果和气动弹性模型风洞试验数据对照,分析了振型修正对风振响应的影响和高阶振型、气动阻尼对风振响应的贡献,并得到了若干结论。 展开更多

关键词 风效应 格构式塔架 风洞试验 气动弹性模型 振型修正

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格构式塔架顺风向脉动风荷载空间相关性研究 被引量：3

7

作者 邹良浩 李峰 +2 位作者 梁枢果 施天翼 陈寅 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期96-103,共8页

为了研究格构式塔架顺风向脉动风荷载的空间相关性,选取2段典型的格构式塔架节段模型,采用2个高频测力天平同步测力风洞试验技术,得到了不同水平距离和竖向距离情况下的模型基底剪力和弯矩的风荷载时程.在此基础上,通过数据处理分析,得... 为了研究格构式塔架顺风向脉动风荷载的空间相关性,选取2段典型的格构式塔架节段模型,采用2个高频测力天平同步测力风洞试验技术,得到了不同水平距离和竖向距离情况下的模型基底剪力和弯矩的风荷载时程.在此基础上,通过数据处理分析,得到了各工况下塔架的顺风向风荷载相干函数.试验结果显示:格构式塔架顺风向风荷载相干函数与频率,水平距离和竖向距离等参数有关;结构顺风向风荷载相干函数与顺风向风速以及高层建筑等结构的风荷载相干函数存在一定差别.最后,采用最小二乘法,拟合得到了格构式塔架顺风向风荷载相干函数经验公式,试验结果与经验公式吻合较好,可为格构式塔架风荷载及风致响应计算提供有用的参考. 展开更多

关键词 格构式塔架 顺风向脉动风荷载 相干函数 高频测力天平

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格构式塔架结构多源异构监测数据融合及动态位移重构研究 被引量：4

8

作者 张庆 付兴 +1 位作者 任亮 李宏男 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期1-9,共9页

结构动态位移响应在结构健康监测和振动控制领域具有重要意义,但格构式塔架动态位移的准确测量仍是一项具有挑战的任务。提出了一种综合利用高采样率加速度和低采样率应变的数据融合方法,实现了格构式塔架动态位移的准确重构。提出适用... 结构动态位移响应在结构健康监测和振动控制领域具有重要意义,但格构式塔架动态位移的准确测量仍是一项具有挑战的任务。提出了一种综合利用高采样率加速度和低采样率应变的数据融合方法,实现了格构式塔架动态位移的准确重构。提出适用于格构式塔架的应变⁃位移映射方法,可以由若干个测点应变计算出任意点的动态位移;使用多速率卡尔曼滤波算法将应变导出位移与加速度相融合,以进一步提高位移采样率和精度。采用某输电塔结构作为数值算例,结果表明:在采样比为100和噪声信噪比为5 dB的情况下重构位移误差分别仅有2.3%和2.11%,证明了所提方法具有高精度。最后开展了某54.5 m高输电塔的真型试验,实测结果进一步验证了所提方法的准确性和可靠性。 展开更多

关键词 位移重构 数据融合 格构式塔架 多速率卡尔曼滤波 应变⁃位移映射方法

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格构式塔架横风向脉动风荷载空间相关性研究 被引量：3

9

作者 李峰 邹良浩 +1 位作者 梁枢果 陈寅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期25-31,共7页

为了研究格构式塔架横风向脉动风荷载的空间相关性,基于某实际格构式塔架2个典型节段模型同步高频测力天平风洞试验和同步风速测试风洞试验,测得了模型基底剪力、弯矩和风速时程,通过数据处理方法得到了其横风向脉动风荷载及脉动风速的... 为了研究格构式塔架横风向脉动风荷载的空间相关性,基于某实际格构式塔架2个典型节段模型同步高频测力天平风洞试验和同步风速测试风洞试验,测得了模型基底剪力、弯矩和风速时程,通过数据处理方法得到了其横风向脉动风荷载及脉动风速的相干函数。在此基础上,分析比较了脉动风荷载及脉动风速的相干函数特点与变化规律。结果表明:格构式塔架横风向风荷载相干函数与频率,水平距离和竖向距离均有关;格构式塔架横风向风荷载相干函数与现有高层建筑及锥形烟囱等结构的结果存在一定差别。最后,运用非线性最小二乘法拟合得到了脉动风荷载相干函数经验公式,拟合公式与试验结果较吻合,可为分析格构式塔架横风向风荷载及风致响应提供一定的参考。 展开更多

关键词 格构式塔架 横风向 脉动风荷载 相干函数 高频测力天平

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圆钢管格构式塔架气动力的数值模拟 被引量：3

10

作者 游溢 晏致涛 +3 位作者 陈俊帆 李文胜 何成 闫渤文 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期54-60,共7页

输电塔结构具有高柔、轻质和小阻尼的特性,因此风荷载是输电塔结构的主要控制荷载.以苏通大跨越输电塔结构作为工程背景,开展了一系列的刚性节段模型风洞试验,研究了在光滑均匀流作用下的圆钢管格构式塔架气动力特性.并基于计算流体力学... 输电塔结构具有高柔、轻质和小阻尼的特性,因此风荷载是输电塔结构的主要控制荷载.以苏通大跨越输电塔结构作为工程背景,开展了一系列的刚性节段模型风洞试验,研究了在光滑均匀流作用下的圆钢管格构式塔架气动力特性.并基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)技术,采用大涡模拟(Large-eddy simulation,简称LES)方法分别对圆钢管格构式塔架节段的顺风向、横风向和扭转向风荷载特性进行计算,并将计算结果与实验值以及各国规范进行了对比.此外,讨论了湍流度分别为5%、10%、15%和20%四种情况下的三分力系数.结果表明,本文的数值模拟结果与各国规范及风洞试验结果较为一致,且湍流度的变化对结构三分力系数的脉动成分有显著影响.此外,从节段模型的表面风压力分布情况来看,最大正压出现在迎风面的主管正面和辅材相交节点的正面,最大负压出现在主管的侧面.通过涡量图对节段模型流场结构分析发现,x向的涡量离散程度更高,而y和z向上涡量分布更加均匀连续.本文的研究成果对实际工程中的圆管截面格构式结构风荷载评估具有重要的参考价值. 展开更多

关键词 格构式塔架 大涡模拟 气动力 输电塔

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钢管混凝土格构式新型风力发电机塔架风振响应 被引量：7

11

作者 李斌 文昊天 高春彦 《噪声与振动控制》 CSCD 2018年第4期144-148,共5页

以白云鄂博地区拟建的某2 MW钢管混凝土格构式新型风力发电机塔架为研究对象,采用Davenport脉动风谱基于谐波合成法模拟白云鄂博地区脉动风速时程,运用有限元软件对风力发电机塔架进行风致响应分析。结果表明:钢管混凝土格构式风力发电... 以白云鄂博地区拟建的某2 MW钢管混凝土格构式新型风力发电机塔架为研究对象,采用Davenport脉动风谱基于谐波合成法模拟白云鄂博地区脉动风速时程,运用有限元软件对风力发电机塔架进行风致响应分析。结果表明:钢管混凝土格构式风力发电机塔架风振响应显著,受脉动风影响很大;按照现行规范对钢管混凝土格构式塔架风振系数进行计算将造成较大误差。 展开更多

关键词 振动与波 钢管混凝土 格构式塔架 风速时程 风振响应 风振系数

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大型风电机组组合式塔架结构优化设计 被引量：20

12

作者 陈俊岭 阳荣昌 马人乐 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期29-35,共7页

为解决传统单管风力发电塔架在大型风电机组应用中加工、制作、安装和运输成本大幅上升的问题,提出一种新型组合式塔架结构,并对其进行结构优化设计.该塔架上部为传统单管式塔架,下部为四角钢十字形组合截面塔柱的格构式塔架.通过对四... 为解决传统单管风力发电塔架在大型风电机组应用中加工、制作、安装和运输成本大幅上升的问题,提出一种新型组合式塔架结构,并对其进行结构优化设计.该塔架上部为传统单管式塔架,下部为四角钢十字形组合截面塔柱的格构式塔架.通过对四角钢十字形组合截面的轴压极限承载力进行分析,得到组合截面的稳定系数曲线.基于粒子群算法,综合考虑应力、频率和长细比约束等因素,对下部格构式塔架的形状和杆件截面进行优化.分析结果表明,组合式塔架结构可以解决传统单管式风力发电塔架的运输问题,且用钢量节省约34%. 展开更多

关键词 风力发电塔 格构式塔架 结构优化 粒子群算法 四角钢十字形组合截面

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半刚性模型风洞试验荷载谱的处理方法 被引量：23

13

作者 邹良浩 梁枢果 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期76-81,共6页

高频测力天平试验模型要求质量尽量小,频率足够高。然而,对于一些特殊的结构,由于结构本身的特殊性,很难制作出满足频率要求的刚性模型。对于频率不够高的半刚性模型,其一阶振型频率处于结构荷载谱频带以内,因而共振作用比较明显,对结... 高频测力天平试验模型要求质量尽量小,频率足够高。然而,对于一些特殊的结构,由于结构本身的特殊性,很难制作出满足频率要求的刚性模型。对于频率不够高的半刚性模型,其一阶振型频率处于结构荷载谱频带以内,因而共振作用比较明显,对结构动力荷载的影响不可忽视。通过半刚性格构式塔架模型的高频测力天平风洞试验,得到了模型在风荷载作用下的基底弯矩和扭矩。进而根据结构动力学和随机振动理论,推导了一种实用计算公式,消除了模型共振对基底力谱的影响,得到了格构式塔架的一阶广义荷载谱。 展开更多

关键词 格构式塔架 高频测力天平 动力风荷载 半刚性模型

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