[发明专利]基于单自由度模型的单柱拉线塔扭振频率估算方法

摘要

本发明公开了基于单自由度模型的单柱拉线塔扭振频率估算方法，属于拉线塔技术领域，该估算方法利用单自由度模型来模拟拉线塔的扭转，针对特高压单线柱拉线塔中，主柱的抗扭刚度远大于其拉线系统的抗扭刚度，忽略主柱的扭转变形，基于单柱拉线塔的扭振机理，推导了拉线系统和主柱的扭振刚度及拉线系统转动惯量的计算公式，并通过计算结果与有限元模拟结果的对比，验证了计算公式的正确性，验证了模型简化的合理性，可用于单柱拉线塔扭振频率的估算。

主权项

基于单自由度模型的单柱拉线塔扭振频率估算方法，所述的单柱拉线塔包括主柱和横担，所述的主柱的中上部设有与地面连接的八组拉线，八组拉线组成拉线系统，主柱的底端与基础平面之间通过球形结构铰接；其特征在于：特高压单柱拉线塔主柱的抗扭刚度远大于其拉线系统的抗扭刚度，忽略主柱的扭转变形，利用单自由度模型来计算拉线塔的扭振频率，具体步骤如下：（1）计算拉线系统的扭转刚度k g（1）其中：T 为拉线系统所产生的扭矩，θ 为主柱发生的扭转角；（2）拉线塔整体的转动惯量J（2）其中：J m为拉线塔主柱及塔头的转动惯量，J g为拉线系统的转动惯量；（3）式中n 为拉线塔角钢的总数目，M i为第i 根角钢的质量，l i为第i 根角钢的长度，φ i为第i 根角钢与主柱中心轴心的夹角，d i为第i 根角钢中点到主柱中心轴心的距离；（4）l s为拉线挂点到主柱中心线的距离，m 为单根拉线的质量；（3）计算拉线塔的扭振频率ω由机械系统动力学可知，忽略系统的阻尼，则拉线塔的扭振频率可表示为（5）式中k g为拉线系统的抗扭刚度，J 为拉线塔整体的转动惯量。