输电线路覆冰及舞动分析

   本书系统介绍了作者通过理论研究、数值模拟和模型试验等手段，开展输电线路覆冰、舞动机理及防治技术的研究成果。全书共9章，主要包括绪论、导线结冰及气动力特性风洞试验、导线拉弯扭耦合力学参数研究、导线静力找形及模态分析、覆冰输电导线舞动模型、覆冰输电导线舞动近似解析分析、基于曲梁单元的覆冰输电导线静力有限元分析、输电导线舞动有限元分析、覆冰输电导线防舞有限元分析等内容。
本书可供结构工程、工程力学、电气工程中的输电线路方向等许多工程领域的高年级本科生、研究生、教师以及科技人员和工程设计人员参考。

前言
第1章绪论1
1.1工程背景1
1.2导线覆冰及气动力特性3
1.3导线扭转力学性能4
1.4覆冰输电导线舞动理论5
1.5导线舞动分析模型8
1.6导线舞动计算方法9
1.7输电线路防舞研究10
第2章导线结冰及气动力特性风洞试验12
2.1导线结冰风洞试验研究12
2.1.1试验方法12
2.1.2两种覆冰增长率模型13
2.1.3单导线的结冰试验13
2.1.4四分裂导线的结冰试验15
2.2导线气动力特性试验16
2.2.1试验方法16
2.2.2不覆冰输电导线气动力特性18
2.2.3覆冰输电导线气动力特性25
2.3绝缘子风洞试验27
2.3.1试验模型27
2.3.2试验内容27
2.3.3试验方法28
2.3.4结果及分析28
2.3.5风速的影响28
2.3.6尾流干扰效应29
第3章导线拉弯扭耦合力学参数研究33
3.1螺旋结构刚度理论33
3.1.1螺旋结构刚度矩阵34
3.1.2径向力与摩擦力40
3.2导线扭转试验42
3.3导线扭转仿真45
3.3.1数值建模46
3.3.2分析结果46
3.4拉扭耦合效应分析48
3.5等效扭转刚度52
3.5.1导线等效剪切模量计算52
3.5.2捻角的影响54
3.5.3泊松比的影响56
3.5.4绞线直径的影响57
3.5.5综合经验公式57
3.6抗弯刚度分析58
3.7等效抗弯刚度59
第4章导线静力找形及模态分析63
4.1平面弹性悬链线63
4.2空间悬链线单元65
4.2.1弹性悬链线的解析解65
4.2.2均布荷载作用下空间悬链线的解析解67
4.2.3坐标转换矩阵和等效节点力69
4.3导线结构的静力非线性分析70
4.4导线初始张力和原长计算70
4.5悬链线导线单元的静力非线性分析71
4.5.1平面荷载导线找形72
4.5.2空间荷载导线找形72
4.6抗弯刚度对找形的影响75
4.7考虑抗弯刚度的导线找形79
4.7.1抗弯刚度导线线长79
4.7.2抗弯刚度导线刚度80
4.7.3考虑抗弯刚度的导线找形81
4.7.4模型仿真验证82
4.8悬索模态理论85
4.8.1导线自由振动模态分析85
4.8.2考虑轴向边界条件的导线自由振动模态分析89
4.8.3倾斜导线模态91
4.8.4考虑抗弯刚度的导线模态92
4.8.5算例验证96
第5章覆冰输电导线舞动模型99
5.1覆冰输电导线舞动及其空气动力特性99
5.2基于索结构理论的三种舞动模型100
5.2.1单自由度舞动模型100
5.2.2二自由度舞动模型103
5.2.3考虑边界条件的三自由度舞动模型104
5.3考虑边界条件的输电导线曲梁模型109
5.3.1导线位形假定109
5.3.2考虑边界条件的导线应变分析110
5.3.3覆冰输电导线运动学模型114
5.3.4空气动力荷载118
5.3.5荷载模型119
5.4模型验证及边界条件对舞动的影响124
5.4.1D形截面模型124
5.4.2新月形导线舞动分析129
5.5本章小结135
第6章覆冰输电导线舞动近似解析分析137
6.1简化后的二自由度舞动模型137
6.2二自由度多尺度法求解138
6.2.11∶1共振分析140
6.2.22∶1共振分析143
6.3舞动模型的分岔与稳定性分析145
6.3.11∶1共振分析145
6.3.22∶1共振分析146
6.4舞动性能算例分析147
6.4.11∶1舞动性能分析148
6.4.21∶1弹性边界条件的影响150
6.4.32∶1舞动性能分析151
6.4.42∶1弹性边界条件的影响152
6.5多尺度法验证153
6.6本章小结154
第7章基于曲梁单元的覆冰输电导线静力有限元分析156
7.1曲梁有限元模型156
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