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1、第33卷第3期重庆大学学报Vol.33No.32010年3月JournalofChongqingUniversityMar.2010文章编号:10002582X(2010)032076206覆冰导线舞动数值仿真分析1123胡景,严波,张宏雁,周松(1.重庆大学资源及环境科学学院工程力学系,重庆400044;2.四川电力试验研究院,四川成都610071;3.四川省电力工业调整试验所,四川成都610016)摘要:利用ABAQUS有限元分析软件,通过欧拉梁单元的自由度释放和设置材料为不可压缩,模拟得到具有扭转自由度的覆冰导线的索单元,进一步利用用户自定义单元模
2、拟覆冰导线所受的阻力、升力和扭矩空气动力载荷,分析了覆冰导线的舞动现象,并通过覆冰单导线与覆冰双分裂导线舞动模拟算例验证了方法的正确性。模拟研究了覆冰初始攻角、线路档距和导线初始张力等因素对覆冰导线舞动的影响规律。所得结果对覆冰导线舞动和防舞技术的研究具有一定的参考价值。关键词:覆冰导线;舞动;ABAQUS;索单元中图分类号:TM753;TM039文献标志码:ANumericalsimulationongallopingoficeddonductors1123HUJing,YANBo,ZHANGHong2yan,ZHOUSong(1.Department
3、ofEngineeringMechanics,CollegeofResourceandEnvironmentalScience,ChongqingUniversity,Chongqing400044,P.R.China;2.SichuanElectricPowerTest&ResearchInstitute,Chengdu610071,Sichuan,P.R.China;3.SichuanElectricPowerIndustryCommission&TestInstitute,Chengdu610016,Sichuan,P.R.China)Abstra
4、ct:Toinvestigategallopingoficedconductors,withthereleaseofthebendingdegree2of2freedomofEulerbeamelementandsettingthematerialtobe‘NoCompression’inABAQUSsoftware,acableelementwithtorsiondegree2of2freedomisobtained.Andthentheaerodynamicloadsincludingdrag,liftandtorqueontheicedconduc
5、toraresimulatedbymeansoftheuser2definedelement.Thegallopingoficedsingleconductorandicedtwinbundleconductorarenumericallyanalyzedtodemonstratetheefficiencyoftheproposedmethod.Theeffectsofinitialattackangle,spanlengthandinitialtensioninconductoronthebehaviorofgallopingareinvestigat
6、edbynumericalsimulation.Keywords:icedconductor;galloping;ABAQUS;cableelement输电导线覆冰以后在一定条件下会引发舞威胁架空输电的安全运行。自20世纪30年代发现[1]动。舞动可能对高压输电线路造成极大的破坏,架空输电线舞动现象以来,人们便开始对输电线舞造成导线及金具的疲劳破坏、磨损和导线断股,有时动进行研究。目前国际上普遍接受的有Den[1]甚至造成跳闸及杆塔倾斜或倒塌等恶性事故,严重Hartog垂直舞动理论和ONigol扭转舞动理论,收稿日期:2009210215基金项目:国家电
7、网公司科技项目(200721277);重庆市自然科学基金项目(CSTC2006BB6149)作者简介:胡景(19832),男,博士研究生,主要从事工程力学的研究。严波(联系人),重庆大学教授,博士生导师,(Tel)023265102561;(E2mail)boyan@cqu.edu.cn。第3期胡景,等:覆冰导线舞动数值仿真分析77[2][3]此外还有惯性耦合机理和稳定性机理等。据统圆截面形状的覆冰导线会受到升力FL、阻力FD和[4]计,覆冰分裂导线比单导线更易发生舞动,但这方扭矩MO的作用,如图1所示。导线为索结构,具有面的研究还十分缺乏。在舞动的数值
8、模拟研究方较强的抗拉能力,一般忽略其抗压和抗弯刚度。由面,Yu等人提出了三自由度
