输电铁塔损伤检测研究

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1、分类号TM7密级公开UDC621工程硕士学位论文输电铁塔损伤检测研究学位申请人：顾玉凯专业领域：机械工程（输电线路工程方向）指导教师：朱大林教授二○一三年四月AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringAnalysisandResearchfortheDamageDetectionof TransmissionTowerGraduateStudent:GuYu-kaiProfessionalfield:MechanicalEngineering

2、 Supervisor:Prof.ZhuDalinChinaThreeGorgesUniversityYichang,443002,P.R.ChinaApril,2013IV三峡大学学位论文独立完成与诚信声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明，本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名：日期：IVI内容摘要输电铁塔由于长年经受荷载作用和风吹日晒、雨水侵蚀、冰雪袭击

3、等环境作用，铁塔结构构件会出现弯曲，裂纹、腐蚀等损伤现象，对输电线路的运行构成安全隐患，有的已严重影响输电线路的安全运行，尤其是在冰雪的作用下，其会对输电铁塔施加了很大的循环冲击载荷，在不平衡力和冲击力的长期作用下，铁塔易产生疲劳损害，形成裂纹扩展直至倒塌，造成严重的安全隐患和巨大的经济损失。因此，需要对输电铁塔的损伤状况进行检测分析，能够较好的预防输电铁塔事故的发生，保证输电线路的正常安全运行。本文的主要研究工作如下：1）阐述了以振动响应为基础的结构损伤检测的基本原理以及检测数据的相关处理方法等问题，具体内容包含以振动响应为基础的结构损伤检测的基本原理和损伤特征参数及

4、其敏感度，结构损伤的模拟方法以及常用的数据处理方式等。2）对结构强度和可靠性进行安全评价，并针对结构的安全系数进行理论数据化解析，分析了结构可靠度函数、失效密度函数和失效率函数，并对结构的应力-强度干涉模型和结构可靠性函数做了进一步研究，最后对含裂纹构件进行相关安全评价。3）对铁塔裂纹试验情况进行分析，介绍了试验所采取的塔基概况、当地气象条件、以及塔材相关参数；对当前的检测方法和仪器进行分析，并对能适合本试验的装备进行选型和论证，最终确定进行试验分析采用的仪器，同时介绍了塔材裂纹超声波探伤的通用规则；最后对塔材进行检测缺陷评定，并列出相关检测数据，找出铁塔最易产生缺陷（

5、失效）的杆件及部位。关键词：输电铁塔损伤缺陷检测试验有限元IVIIAbstractDuetoitslongperiodofexposureundersevererainsaturating,coldandiceweather,thestructuralelementsofthetransmissiontowerwouldbemorevulnerabletoerosionandeasilygetcurveandcracked,whichwouldhaveandsomeevenhavehadagreatimpactonthesecurityoperationofthetra

6、nsmissiontower.Especially,theiceandsnowwouldimposetremendouscirculatingimpulsiveloadaccompanyingthelongtermeffectsofunbalancedforceandimpulseforce,whichwouldbringthetowerfatiguedamagesusceptivetotrackgrowth,collapsing,followedbyseveresafetyproblemsandenormouseconomicloss.Therefore,thedet

7、ectionanalysisonthetowerdamageisessentialforprecautionoftoweraccidentanditssafeoperation.Themainresearchworkofthisthesisisasfollows：1)Thebasicprinciplesofstructuraldamagedetectionbasedonvibrationresponseaswellasdetectiondataprocessingarefirstlyintroduced,includingstructur