钢管塔力学性能卓越,在电网中应用广泛。其中钢管塔主要钢管构件长细比较大,低风速下易涡激振动,进而引起结构疲劳损伤,引起连接处损坏,严重影响结构的安全性与耐久性。针对目前钢管塔杆件涡振理论研究不充分现状,基于Van Der Pol式尾...钢管塔力学性能卓越,在电网中应用广泛。其中钢管塔主要钢管构件长细比较大,低风速下易涡激振动,进而引起结构疲劳损伤,引起连接处损坏,严重影响结构的安全性与耐久性。针对目前钢管塔杆件涡振理论研究不充分现状,基于Van Der Pol式尾流振子模型进行结构计算,采用中心差分法解模型耦合方程,编制圆钢管涡激振动计算程序并设计风洞试验验证其准确性,旨在研究圆钢管的涡激振动特性,为钢管塔涡振预测及控制提供理论依据。试验与数值计算结果的比较表明,该文建立的尾流振子模型能够较好地拟合钢管的位移,由于理论模型采用理想铰接约束,试验测得的涡振锁定区较短,且锁定频率低于理论值。展开更多
钢管塔力学性能卓越,应用广泛,但其钢管杆件长细比较大,水平放置易在低风速下发生涡激共振现象。钢管构件长期振动易使钢结构疲劳损伤甚至破坏,严重影响输电塔结构正常服役安全。针对钢管塔构件涡激振动现象开展试验研究,并提出有效的...钢管塔力学性能卓越,应用广泛,但其钢管杆件长细比较大,水平放置易在低风速下发生涡激共振现象。钢管构件长期振动易使钢结构疲劳损伤甚至破坏,严重影响输电塔结构正常服役安全。针对钢管塔构件涡激振动现象开展试验研究,并提出有效的阻尼控制方法。首先,开展了原尺输电塔钢管杆件气动效应研究。对槽型插板节点钢管弱轴向涡激振动响应及尾流展向特性进行分析。其次,引入尾流振子模型,探究了增加阻尼比对钢管杆涡振响应的理论抑制效果的提升。最后,根据理论计算结果开展调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)控制试验,通过加装TMD对钢管振动响应进行了控制,振幅最多可以下降95.8%,表明TMD可有效提高钢管塔在复杂风环境下的结构稳定性,保证钢管服役期间的安全。展开更多
单管塔广泛地应用于5G通信设备的搭载基础,由于建设的需求,其挂载设备常常会随着5G建设的变化而变化,由于其阻尼很小,挂载设备的增加会导致其顶部振动过大,降低塔体的搭载能力。所以,对塔体顶部振动的控制显得尤为关键。因此,提出了一...单管塔广泛地应用于5G通信设备的搭载基础,由于建设的需求,其挂载设备常常会随着5G建设的变化而变化,由于其阻尼很小,挂载设备的增加会导致其顶部振动过大,降低塔体的搭载能力。所以,对塔体顶部振动的控制显得尤为关键。因此,提出了一种用颗粒阻尼调谐质量阻尼器(Particle Damping Tuned Mass Damper,PDTMD)来控制5G通信塔的顶部振动过大问题的方法。基于碰撞理论建立了利用PDTMD控制通信塔振动的数学模型,详细核算了增加PDTMD后的铁塔在风载荷下的振动响应,分析了PDTMD的阻尼机制;对比了PDTMD与传统调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)的阻尼效果。研究发现,颗粒阻尼具有良好的能量耗散能力,与传统的TMD相比,PDTMD具有更好的阻尼效果,更高的鲁棒性。最后,基于实际信号塔,对复杂环境下PDTMD的使用参数进行了优化。分析了阻尼颗粒与蜂窝结构之间的缝隙、颗粒的材质、颗粒的质量占比等对阻尼器减振效果的影响。展开更多
Traditional gust load factor(GLF)method,inertial wind load(IWL)method and tri-component method(LRC+IWL)cannot accurately analyze the wind-induced responses of super-large cooling towers,so the real combination formula...Traditional gust load factor(GLF)method,inertial wind load(IWL)method and tri-component method(LRC+IWL)cannot accurately analyze the wind-induced responses of super-large cooling towers,so the real combination formulas of fluctuating wind-induced responses and equivalent static wind loads(ESWLSs)were derived based on structural dynamics and random vibration theory.The consistent coupled method(CCM)was presented to compensate the coupled term between background and resonant response.Taking the super-large cooling tower(H=215 m)of nuclear power plant in Jiangxi Province,China,which is the highest and largest in China,as the example,based on modified equivalent beam-net design method,the aero-elastic model for simultaneous pressure and vibration measurement of super-large cooling tower is firstly carried out.Then,combining wind tunnel test and CCM,the effects of self-excited force on the surface pressures and wind-induced responses are discussed,and the wind-induced response characteristics of background component,resonant component,coupled term between background and resonant response,fluctuating responses,and wind vibration coefficients are discussed.It can be concluded that wind-induced response mechanism must be understood to direct the wind resistant design for super-large cooling towers.展开更多
文摘钢管塔力学性能卓越,在电网中应用广泛。其中钢管塔主要钢管构件长细比较大,低风速下易涡激振动,进而引起结构疲劳损伤,引起连接处损坏,严重影响结构的安全性与耐久性。针对目前钢管塔杆件涡振理论研究不充分现状,基于Van Der Pol式尾流振子模型进行结构计算,采用中心差分法解模型耦合方程,编制圆钢管涡激振动计算程序并设计风洞试验验证其准确性,旨在研究圆钢管的涡激振动特性,为钢管塔涡振预测及控制提供理论依据。试验与数值计算结果的比较表明,该文建立的尾流振子模型能够较好地拟合钢管的位移,由于理论模型采用理想铰接约束,试验测得的涡振锁定区较短,且锁定频率低于理论值。
文摘钢管塔力学性能卓越,应用广泛,但其钢管杆件长细比较大,水平放置易在低风速下发生涡激共振现象。钢管构件长期振动易使钢结构疲劳损伤甚至破坏,严重影响输电塔结构正常服役安全。针对钢管塔构件涡激振动现象开展试验研究,并提出有效的阻尼控制方法。首先,开展了原尺输电塔钢管杆件气动效应研究。对槽型插板节点钢管弱轴向涡激振动响应及尾流展向特性进行分析。其次,引入尾流振子模型,探究了增加阻尼比对钢管杆涡振响应的理论抑制效果的提升。最后,根据理论计算结果开展调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)控制试验,通过加装TMD对钢管振动响应进行了控制,振幅最多可以下降95.8%,表明TMD可有效提高钢管塔在复杂风环境下的结构稳定性,保证钢管服役期间的安全。
文摘单管塔广泛地应用于5G通信设备的搭载基础,由于建设的需求,其挂载设备常常会随着5G建设的变化而变化,由于其阻尼很小,挂载设备的增加会导致其顶部振动过大,降低塔体的搭载能力。所以,对塔体顶部振动的控制显得尤为关键。因此,提出了一种用颗粒阻尼调谐质量阻尼器(Particle Damping Tuned Mass Damper,PDTMD)来控制5G通信塔的顶部振动过大问题的方法。基于碰撞理论建立了利用PDTMD控制通信塔振动的数学模型,详细核算了增加PDTMD后的铁塔在风载荷下的振动响应,分析了PDTMD的阻尼机制;对比了PDTMD与传统调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)的阻尼效果。研究发现,颗粒阻尼具有良好的能量耗散能力,与传统的TMD相比,PDTMD具有更好的阻尼效果,更高的鲁棒性。最后,基于实际信号塔,对复杂环境下PDTMD的使用参数进行了优化。分析了阻尼颗粒与蜂窝结构之间的缝隙、颗粒的材质、颗粒的质量占比等对阻尼器减振效果的影响。
基金Projects(50978203,51208254)supported by the National Natural Science Foundation of ChinaProject(BK2012390)supported by Natural Science Foundation of Jiangsu Province,ChinaProject supported by the Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions,China
文摘Traditional gust load factor(GLF)method,inertial wind load(IWL)method and tri-component method(LRC+IWL)cannot accurately analyze the wind-induced responses of super-large cooling towers,so the real combination formulas of fluctuating wind-induced responses and equivalent static wind loads(ESWLSs)were derived based on structural dynamics and random vibration theory.The consistent coupled method(CCM)was presented to compensate the coupled term between background and resonant response.Taking the super-large cooling tower(H=215 m)of nuclear power plant in Jiangxi Province,China,which is the highest and largest in China,as the example,based on modified equivalent beam-net design method,the aero-elastic model for simultaneous pressure and vibration measurement of super-large cooling tower is firstly carried out.Then,combining wind tunnel test and CCM,the effects of self-excited force on the surface pressures and wind-induced responses are discussed,and the wind-induced response characteristics of background component,resonant component,coupled term between background and resonant response,fluctuating responses,and wind vibration coefficients are discussed.It can be concluded that wind-induced response mechanism must be understood to direct the wind resistant design for super-large cooling towers.
