[发明专利]一种角钢输电塔气弹模型

说明书

本发明属于空气动力学模型技术领域，尤其涉及一种角钢输电塔气弹模型。本发明提供了一种角钢输电塔气弹模型，包括：塔身模型和第一金属管；所述塔身模型与原输电塔呈几何相似，所述塔身模型被多个水平截面截断为多个半刚性节段，所述半刚性节段包括塔柱、水平支撑杆和斜支撑杆，所述塔柱、所述水平支撑杆和所述斜支撑杆焊接连接；所述塔柱、所述水平支撑杆和所述斜支撑杆为角钢型杆件；相邻所述半刚性节段通过所述第一金属管连接，所述半刚性节段与所述第一金属管焊接连接。本发明角钢输电塔气弹模型解决了现有输电塔气弹模型存在实验误差、不适用于模拟角钢塔杆件、不利于耗能减振动风洞试验的开展的问题。

技术领域

本发明属于空气动力学模型技术领域，尤其涉及一种角钢输电塔气弹模型。

背景技术

传统的输电塔气弹模型对刚度的模拟通常可分为集中刚度法和离散刚度法两种。

“集中刚度法”是从整体上将刚度和外形分离，用沿高度变化的中央芯棒模拟塔架整体刚度，轻质材料模拟几何外形。但是，根据刚度相似设计的中央芯棒通常截面很大，会对整塔挡风面积产生较大影响，并且各杆件仅由刚度可忽略的轻薄材料制成，均容易导致试验结果的误差。

“离散刚度法”针对各杆件，使用不锈钢管或铜管做成芯棒模拟杆件刚度，使用泡沫纸等轻质材料制成外衣模拟杆件几何外形。由于离散刚度法制作的模型刚度由各个杆件提供，芯棒的截面形状与钢管相似，其受力性能较适用于模拟圆管塔杆件。但芯棒外包轻质材料模拟几何外形的办法局限性较大，无法应用于角钢截面杆件，且会产生附加刚度和附加阻尼，引起气动力畸变与失真，因此不适用于模拟截面呈L形的角钢塔杆件。

此外，输电塔气弹模型对刚度的模拟还有一种针对输电塔结构特点采用的半刚性节段模型加U型弹簧片法，该模型将输电塔划分为多层，各层之间通过U型弹簧片胶粘连接，模型内侧使用铜丝或铅丝配重，由于胶粘材料与半刚性节段、U型弹簧片之间的连接均存在胶粘质量的不稳定性，胶粘材料与节段材料的阻尼不同，以及胶粘材料本身的各向异性，该连接方式容易对结构的结构阻尼产生影响，不利于耗能减振动风洞试验的开展。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种角钢输电塔气弹模型，用于解决现有输电塔气弹模型存在实验误差、不适用于模拟角钢塔杆件、不利于耗能减振动风洞试验的开展的问题。

本发明的具体技术方案如下：

一种角钢输电塔气弹模型，包括：塔身模型和第一金属管；

所述塔身模型与原输电塔呈几何相似，所述塔身模型被多个水平截面截断为多个半刚性节段，所述半刚性节段包括塔柱、水平支撑杆和斜支撑杆，所述塔柱、所述水平支撑杆和所述斜支撑杆焊接连接；

所述塔柱、所述水平支撑杆和所述斜支撑杆为角钢型杆件；

相邻所述半刚性节段通过所述第一金属管连接，所述半刚性节段与所述第一金属管焊接连接。

优选的，还包括：第二金属管和第三金属管；

所述半刚性节段通过所述第二金属管和所述第三金属管与所述第一金属管焊接连接；

所述第一金属管、所述第二金属管和所述第三金属管设置于所述塔身模型的内部。

优选的，所述第二金属管和所述第三金属管与所述第一金属管垂直焊接连接。

优选的，所述第二金属管和所述第三金属管垂直焊接连接所述半刚性节段中的角钢型杆件。

优选的，相邻所述半刚性节段的空隙间距为3mm～5mm。

优选的，所述第二金属管和所述第三金属管的长度与焊接点至所述焊接点位于的所述半刚性节段平面中心点的距离之比为0～0.1；

所述焊接点为第二金属管和所述第三金属管与所述半刚性节段的连接点。