摘要：
龐大的輸電系統是國家最重要的基礎設施之一,這些系統往往服役多年,經歷不同的運營環境,因此在整個使用壽命期間,輸電塔桿件不可避免地產生累積損傷,這些損傷使輸電塔系統的力學性能發生了改變,性能劣化.盡管如此,輸電塔在設計階段并沒有進行疲勞損傷設計,那么服役數年的輸電塔在設計使用年限內若遭遇設防烈度所對應的地震作用時ansys時程分析三向地震波輸入,破壞的概率將大大增加.因此,研究損傷狀態下輸電塔線體系動力特性和它們的抗震性能將有十分重要的意義.本文以型輸電塔的單塔兩線模型為背景,研究損傷對輸電塔線體系在地震作用下響應的影響,主要工作包括:首先ansys時程分析三向地震波輸入,基于Mine疲勞線性累積理論,認為輸電塔桿件的損傷分布等于輸電塔桿件的應力分布.根據鋼材考慮損傷的剛度及強度衰減規律,建立了損傷非均勻分布的輸電塔線體系有限元模型.其次,利用ANSYS模態分析功能進行了不同損傷狀態下輸電塔及塔線體系的動力特性分析,探究了損傷對輸電塔及塔線體系自振頻率的影響,以及導線對輸電塔動力特性的影響.最后,利用ANSYS的瞬態動力分析功能,采用三維一致激勵方式輸入地震波,分別進行了不同損傷狀態下輸電塔及輸電塔線體系在不同地震波下的響應分析.得到了不同損傷狀態下輸電塔及塔線體系的頂點位移時程曲線,主材及輔材桿件的截面軸向最大應力時程曲線以及頂點位移峰值以及主材,輔材桿件截面軸向最大應力峰值與損傷的定量化關系.探究了損傷對輸電塔及塔線體系的地震響應的影響規律.研究結果表明:1)損傷會改變輸電塔線體系的動力特性,降低自振頻率,甚至改變振型;2)損傷對大震下輸電塔線體系的響應影響較大,對小震下輸電塔線體系的響應影響不是很大,這種影響地震波的頻譜有關;3)由塔線體系與單塔的地震響應相比可以看出,導線能抑制損傷對輸電塔地震響應的影響.
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