[发明专利]一种非常规风场中输电铁塔最不利工况的确定方法及系统

权利要求书

1.一种非常规风场中输电铁塔最不利工况的确定方法，其特征在于，包括：

根据获得的风场特性参数计算不同工况下输电铁塔主材应力比；

根据所述风场特性参数和不同工况下的输电铁塔主材应力比进行归一化处理；

通过比较所述风场特性参数与所述输电铁塔主材应力比归一化处理后的曲线的一致性确定最显著参数；

将所述最显著参数的最大值或最小值时刻对应的工况，确定为最不利工况。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述风场特性参数包括平均风速、湍流强度和风剖面指数；

所述根据获得的风场特性参数计算不同工况下输电铁塔主材应力比包括：

基于平均风速、湍流强度和对应的风剖面指数选择工况；

对不同工况下的输电铁塔进行受力分析，计算输电铁塔主材应力比；

其中，所述选择的工况包括：平均风速和湍流强度各自出现最大值时刻对应的工况，以及风剖面指数出现最小值时刻对应的工况。

3.如权利要求2所述的确定方法，其特征在于，所述输电铁塔主材应力比F₁按下式计算：

式中，σ_c,max：最大压应力；σ_y：材料区域应力；

或

式中，σ_t,max：最大拉应力。

4.如权利要求3所述的确定方法，其特征在于，所述最大拉应力σ_t,max和最大压应力σ_c,max分别按下式计算：

式中，N：轴力；F：剪力；M：弯矩；A：截面面积；W_z：截面抗弯系数；

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述风场特性参数和不同工况下的输电铁塔主材应力进行归一化处理包括：

将随工况变化而改变的所述风场特性参数和输电铁塔主材应力比进行归一化处理，并绘制所述风场特性参数和输电铁塔主材应力比随工况变化的曲线。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过比较所述风场特性参数与所述输电铁塔主材应力比归一化处理后的曲线的一致性确定最显著参数，包括：

将与所述输电铁塔主材应力比归一化处理后的曲线最接近的风场特性参数随工况变化的曲线所对应的风场特性参数作为敏感性台风风场特性参数。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述最显著参数的最大值或最小值时刻对应的工况，确定为最不利工况，包括：

当最显著参数为平均风速或湍流强度时，所述最显著参数的最大值时刻对应的工况确定为最不利工况；

当最显著参数为风剖面指数时，所述最显著参数的最小值时刻对应的工况确定为最不利工况。

8.一种非常规风场中输电铁塔最不利工况的确定系统，其特征在于，包括：

计算模块，用于根据获得的风场特性参数计算不同工况下输电铁塔主材应力比；

处理模块，用于根据所述风场特性参数和不同工况下的输电铁塔主材应力进行归一化处理；

第一确定模块，用于通过比较所述风场特性参数与所述输电铁塔主材应力比归一化处理后的曲线的一致性确定最显著参数；

第二确定模块，用于将所述最显著参数的最大值或最小值时刻对应的工况，确定为最不利工况。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述计算模块包括：工况选取单元和分析单元；

工况选取单元，用于基于平均风速、湍流强度和对应的风剖面指数选择工况；

分析单元，用于对不同工况下的输电铁塔进行受力分析，计算输电铁塔主材应力比；其中所述选择的工况包括：平均风速和湍流强度各自出现最大值的时刻，以及风剖面指数出现最小值的时刻。