CN106289714A - 一种新型输电塔结构风洞实验用气弹模型 - Google Patents

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李力
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Abstract

本发明公开了一种新型输电塔结构风洞实验用气弹模型，属于输电线路设计技术领域。本发明新型输电塔结构风洞实验用气弹模型包括曲臂、角钢型节段、n型弹簧片、铜丝和塔架骨架体；所述塔架骨架体是由按几何相似加工成的角钢型铝材节段通过螺栓连接而成；曲臂是由角钢型铝材节段通过n型弹簧片连接而成，角钢型节段内侧设置有配重的金属丝。本发明通过调节弹簧片的几何参数保证了气弹模型的刚度相似性；同时利用金属丝的配重和等比例缩小的角钢型铝材节段做到了质量、阻尼、频率、几何等参数的相似；能够准确地模拟出输电塔受到风载荷时的气动力特性，使模型风洞实验可以获得真实可靠的数据，便于进行输电塔结构的风载特性研究。

Description

一种新型输电塔结构风洞实验用气弹模型
技术领域
本发明属于输电线路设计技术领域，涉及到风载荷实验技术领域的一种新型输电塔结构风洞实验用气弹模型。
背景技术
随着高压、特高压输电线路的建设和发展，高压输电塔的高度和线路的档距越来越大。输电塔结构在外界的激励下更易发生气动特性失稳，从而导致输电塔大幅振动，甚至发生倒塔事故，严重威胁着输电线路安全稳定运行。输电塔是一种柔性结构，在风载荷的作用下会产生较大的响应，塔架结构风效应问题机理十分复杂，在理论上尚无法完整地解决，所以往往通过实验的方法来研究风振响应。由于输电塔结构和工作条件的特殊性，对其采用现场试验研究的方法不易实现，通过气弹模型风洞实验测定输电塔结构的气动特性和风振动力响应视为目前较为经济和有效的研究手段，然而合理有效的风洞实验模型是获得可靠研究数据的重要基础。
目前，现有的输电塔气弹模型主要存在的问题：1.不能满足与输电塔结构原型几何相似和质量分布的相似；2.不能同时满足与输电塔结构原型阻尼、频率和刚度分布的相似；3.不能准确地模拟出输电塔结构在风载激励下的涡流脱落效应以及气动特性。
发明内容
本发明针对上述存在的问题，提出一种新型输电塔结构风洞实验用气弹模型，该保证了气弹模型和输电塔原型结构的刚度相似性；同时做到了质量、阻尼、频率、几何等参数的相似；能够准确地模拟出输电塔结构在风载激励下的气动特性，为输电线路抗风设计实验研究提供了依据。
本发明通过下列技术方案来实现：一种新型输电塔结构风洞实验用气弹模型包括曲臂(5)、角钢型节段(3)、n型弹簧片(4)、铜丝(6)和塔架骨架体(1)；所述塔架骨架体(1)是由按几何相似加工成的角钢型铝材节段(3)通过螺栓(7)连接而成；曲臂(5)是由角钢型铝材节段(3)通过n型弹簧片连接(4)而成，角钢型节段内侧设置有配重的金属丝(6)。
在上述的一种新型输电塔结构风洞实验用气弹模型中，所述的角钢型铝材节段(3)是与输电塔原型结构等比例缩小。
在上述的一种新型输电塔结构风洞实验用气弹模型中，所述的角钢型节段(3)所用材料为铝板。
在上述的一种新型输电塔结构风洞实验用气弹模型中，所述的n型弹簧片(4)几何参数是可调节的。
在上述的一种新型输电塔结构风洞实验用气弹模型中，所述的配重的金属丝(6)为铜丝。
与现有技术相比，本发明一种新型输电塔结构风洞实验用气弹模型具有如下优点：
本发明可以通过调节n型弹簧片(4)的几何参数保证了气弹模型的刚度相似性；同时利用金属丝(6)的配重和等比例缩小的角钢型铝材节段(3)做到了质量、阻尼、频率、几何等参数的相似；制作过程简单；能够准确地模拟出输电塔结构在风载激励下的涡流脱落效应以及气动特性，使模型风洞实验可以获得真实可靠的数据，便于进行输电塔结构的风载特性研究。
附图说明
图1为本发明新型输电塔结构风洞实验用气弹模型的整体结构的示意图。
图2为本发明新型输电塔结构风洞实验用气弹模型中杆材截面示意图。
图3为本发明新型输电塔结构风洞实验用气弹模型中连接块结构示意图。
图4为本发明新型输电塔结构风洞实验用气弹模型中n型弹簧示意图。
图中，1-骨架体；2-连接块；3-角钢型节段；4-n型弹簧片；5-曲臂；6-铜丝；7-螺栓孔。
具体实施方式
下面通过结合附图和实施例对本发明作进一步具体的说明。
如图1所示本发明一种新型输电塔结构风洞实验用气弹模型，包括：曲臂(5)、角钢型节段(3)、n型弹簧片(4)、铜丝(6)和塔架骨架体(1)；所述塔架骨架体(1)是由按几何相似加工成的角钢型铝材节段(3)通过螺栓(7)连接而成；曲臂(5)是由角钢型铝材节段(3)通过n型弹簧片连接(4)而成，角钢型节段内侧设置有配重的金属丝(6)。
所述输电塔气弹模型骨架体(1)为不同截面尺寸和长度尺寸的角钢型铝材节段(3)通过螺栓(7)连接组成；角钢型节段(3)的几何参数是通过相似比的原理计算而得；节段连接处采用等比例缩小的联接块(2)固定。然后将角钢型铝材节段(3)通过n型弹簧片(4)连接成模型的曲臂(5)；通过调节n型弹簧片(4)的几何参数(L1，L2、L3、L4和h)保证气弹模型的刚度相似；n型弹簧片(4)的几何参数通过有限元计算得到。最后，通过有限元计算和动态试验的标定，在节段内侧不同位置贴上不同直径的铜丝(6)，以保证气弹模型的质量，阻尼等参数的相似性；曲臂(5)采用弹簧片(4)连接更能准确地模拟出在风载荷情况下输电塔线体系耦合气动力传输情况；同时下方采用等比例的螺栓连接保证了气弹模型的稳定性。
通过试验标定和有限元计算此实施例的具体设计参数如表1所示。
表1气弹模型主要设计参数
相似参数 单位 相似比 数值
几何sl m 1∶n 1∶15
风速sv m/s 1∶n0.5 1∶3.87
频率sf Hz n0.5 3.87
拉伸刚度 N·m2 1∶n3 1∶3375
密度sρ kg/m3 1 1
质量 kg 1∶n3 1∶3375
集中载荷 N 1∶n3 1∶3375
阻尼比 \ 1 1
位移sγ m 1∶n 1∶15
加速度sα m/s2 1 1
以上所述的具体实施例，对本发明的技术方案进行了进一步详细的说明，并不限制本发明，其他的任何在未脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型输电塔结构风洞实验用气弹模型，其特征在于：曲臂(5)、角钢型节段(3)、n型弹簧片(4)、铜丝(6)和塔架骨架体(1)；所述塔架骨架体(1)是由按几何相似加工成的角钢型铝材节段(3)通过螺栓(7)连接而成；曲臂(5)是由角钢型铝材节段(3)通过n型弹簧片连接(4)而成，角钢型节段内侧设置有配重的金属丝(6)。
2.如权利要求书1所述的新型输电塔结构风洞实验用气弹模型，其特征在于：所述的塔架骨架体(1)按几何相似加工成的角钢型铝材节段(3)通过螺栓(7)连接而成。
3.如权利要求书1所述的新型输电塔结构风洞实验用气弹模型，其特征在于：所述曲臂(5)是通过n型弹簧片(4)连接而成。
4.如权利要求书1或3所述的新型输电塔结构风洞实验用气弹模型，其特征在于：所述角钢型铝材节段(3)与输电塔原型是等比例缩小。
5.如权利要求书1或2所述的新型输电塔结构风洞实验用气弹模型，其特征在于：所述n型弹簧片几何参数(4)是可调节的。
6.如权利要求书1所述的新型输电塔结构风洞实验用气弹模型，其特征在于：所述角钢型节段(3)所用材料为的铝板。
7.如权利要求书1所述的新型输电塔结构风洞实验用气弹模型，其特征在于：所述配重的金属丝(6)为铜丝。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108507750A (zh) * 2018-06-12 2018-09-07 广州大学 一种基于气刚度的气弹模型试验装置
CN108548650A (zh) * 2018-04-19 2018-09-18 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种角钢输电塔气弹模型
CN109282961A (zh) * 2018-11-06 2019-01-29 广东电网有限责任公司 一种输电塔气弹性模型参数调整方法及装置
CN112098038A (zh) * 2020-08-27 2020-12-18 汕头大学 一种三维风作用下刚体模型多点同步测力方法
CN113532792A (zh) * 2021-07-21 2021-10-22 湖南大学 一种太阳能定日镜气弹模型及其设计方法
CN113686535A (zh) * 2021-08-11 2021-11-23 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 一种用于模拟输电线路连续性倒塌的风洞试验系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201527334U (zh) * 2009-10-29 2010-07-14 浙江省电力公司超高压建设分公司 一种新型大跨越输电钢管塔气弹模型
JP2012002702A (ja) * 2010-06-17 2012-01-05 Central Res Inst Of Electric Power Ind 送電線部分模型の弾性支持方法及び弾性支持装置
CN102692309A (zh) * 2012-05-10 2012-09-26 南方电网科学研究院有限责任公司 一种应用于台风风场的输电线风洞试验系统及方法
CN202770617U (zh) * 2012-09-14 2013-03-06 武汉大学 一种格构式塔架完全气弹风洞实验模型
CN104711923A (zh) * 2015-03-24 2015-06-17 中国石油天然气管道工程有限公司 使用“π”型弹簧模拟悬索桥气弹模型主梁刚度的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201527334U (zh) * 2009-10-29 2010-07-14 浙江省电力公司超高压建设分公司 一种新型大跨越输电钢管塔气弹模型
JP2012002702A (ja) * 2010-06-17 2012-01-05 Central Res Inst Of Electric Power Ind 送電線部分模型の弾性支持方法及び弾性支持装置
CN102692309A (zh) * 2012-05-10 2012-09-26 南方电网科学研究院有限责任公司 一种应用于台风风场的输电线风洞试验系统及方法
CN202770617U (zh) * 2012-09-14 2013-03-06 武汉大学 一种格构式塔架完全气弹风洞实验模型
CN104711923A (zh) * 2015-03-24 2015-06-17 中国石油天然气管道工程有限公司 使用“π”型弹簧模拟悬索桥气弹模型主梁刚度的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
华旭刚等: "大缩尺比气弹模型风洞试验紊流积分尺度修正", 《建筑结构学报》 *
李正良等: "特高压输电塔线体系气弹模型设计与风洞试验", 《空气动力学学报》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108548650A (zh) * 2018-04-19 2018-09-18 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种角钢输电塔气弹模型
CN108548650B (zh) * 2018-04-19 2023-06-02 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种角钢输电塔气弹模型
CN108507750A (zh) * 2018-06-12 2018-09-07 广州大学 一种基于气刚度的气弹模型试验装置
CN108507750B (zh) * 2018-06-12 2023-05-26 广州大学 一种基于气刚度的气弹模型试验装置
CN109282961A (zh) * 2018-11-06 2019-01-29 广东电网有限责任公司 一种输电塔气弹性模型参数调整方法及装置
CN112098038A (zh) * 2020-08-27 2020-12-18 汕头大学 一种三维风作用下刚体模型多点同步测力方法
CN112098038B (zh) * 2020-08-27 2022-09-20 汕头大学 一种三维风作用下刚体模型多点同步测力方法
CN113532792A (zh) * 2021-07-21 2021-10-22 湖南大学 一种太阳能定日镜气弹模型及其设计方法
CN113686535A (zh) * 2021-08-11 2021-11-23 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 一种用于模拟输电线路连续性倒塌的风洞试验系统及方法
CN113686535B (zh) * 2021-08-11 2023-08-11 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 一种用于模拟输电线路连续性倒塌的风洞试验系统及方法

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