特高压单柱拉线塔主柱扭转刚度实验系统 优先出版.pdf

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1、ＩＳＳＮ１００２－４９５６实验技术与管理第３４卷第４期２０１７年４月ＣＮ１１－２０３４／ＴＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＶｏｌ．３４Ｎｏ．４Ａｐｒ．２０１７ＤＯＩ：１０．１６７９１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｊｇ．２０１７．０４．０２１特高压单柱拉线塔主柱扭转刚度实验系统杨文刚，陈湘阳，王璋奇（华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定０７１００３）摘要：目前对主柱扭转刚度的研究主要通过理论分析和有限元计算，分析计算结果的准确性并未进行过实验验证。为此该文设计了一种测量主柱扭转刚度的实验系统，通过

2、在主柱模型施加载荷并测量其发生的扭转角，可得到主柱模型的扭转刚度。实验结果表明：使用该系统测量主柱模型的扭转刚度，测量原理简单，测量方法简便易行；与理论计算、有限元计算结果对比较为吻合，具有较高的准确性与实用性。关键词：拉线塔；主柱；扭转刚度；扭转角中图分类号：ＴＭ７５文献标识码：Ａ文章编号：１００２－４９５６（２０１７）４－００８２－０４ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｙｓｔｅｍｏｎｔｏｒｓｉｏｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｍａｉｎｃｏｌｕｍｎｏｆＵＨＶｇｕｙｅｄｔｏｗｅｒＹａｎｇＷｅｎｇａｎｇ，ＣｈｅｎＸｉａｎｇｙａｎｇ，ＷａｎｇＺ

3、ｈａｎｇｑｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙ，ＰｏｗｅｒａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂａｏｄｉｎｇ０７１００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｔｏｒｓｉｏｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍａｉｎｃｏｌｕｍｎｉｓｍａｉｎｌｙｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄＦＥＭｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｂｕｔｔｈｅａｃｃｕｒａｃｉｅｓｏｆｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉ

4、ｏｎａｒｅｎｏｔｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｈｅｔｏｒｓｉｏｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆａｍａｉｎｃｏｌｕｍｎｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｔｏｒｓｉｏｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍａｉｎｃｏｌｕｍｎｍｏｄｅｌｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｌｏａｄｉｎｇｔｈｅｍａｉｎｃｏｌｕｍｎｍｏｄｅｌａｎｄｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｈｅｔｏｒｓｉｏｎａｌａｎｇｌｅ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｉｓｓｙｓｔ

5、ｅｍｆｏｒｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｈｅｔｏｒｓｉｏｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍａｉｎｃｏｌｕｍｎｍｏｄｅｌｈａｓｔｈｅｓｉｍｐｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ａｎｄｔｈｅｅａｓｙａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｒａｔｈｅｒｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔａｎｄｈａｖｅｈｉｇｈｅｒａｃｃｕｒａｃｙ

6、ａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｕｙｅｄｔｏｗｅｒ；ｍａｉｎｃｏｌｕｍｎ；ｔｏｒｓｉｏｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓ；ｔｏｒｓｉｏｎａｌａｎｇｌｅ［３－８］［９－１１］１单柱拉线塔简介算和有限元模拟，分析计算方法的准确性并未进行过实验验证。为此，本文设计了一种测量主柱扭特高压单柱拉线塔一般由塔头、主柱、拉线３部分转刚度的实验系统，通过在主柱模型施加载荷并测量组成（见图１），其第一阶振型为绕主柱中心的扭转振其发生的扭转角，得到主柱模型的扭转刚度，并将实验［１－２］动。由角钢组成的主柱为空间格构式结构，其扭转结果与

7、理论计算、有限元计算结果相对比，对实验系统刚度对塔的扭转振动固有频率起着决定性的作用。因的精确性给予评价。此，主柱扭转刚度的计算是进行拉线塔设计分析时需要重点考虑的问题之一。由于目前对主柱刚度的研究主要通过理论计收稿日期：２０１６－１０－２７基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１６０８１９５）；河北省高等教育教学改革研究与实践项目（２０１５ＧＪＪＧ２３６）；华北电力大学优秀青年教师教学支持计划项目作者简介：杨文刚（１９８２—），男，河北保定，博士，讲师，主要研究方向为输电线路结构设计及安全运行技术．Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｄｙｗｇ＠１

8、２６．ｃｏｍ图１单柱拉线塔杨文刚，等：特高压单柱拉线塔主柱扭转刚度实验系统８３（见图３（ａ）），使主柱模型承受扭矩作用发生扭转变２主柱扭转刚度实验系统形。由于固定滑轮的反力支架结构较为复杂，故考虑２．１拉线塔主柱实验模型只在Ｃ点悬挂重物，使主柱模型承受偏心荷载发