具有不确定材料参数的输电塔线随机有限元模型及风振响应研究

摘要

输电塔线具有塔状高耸结构及大跨度结构的特点,并对风载反应敏感,在长期工作中容易产生结构材料性质的变化,甚至发生破坏和倒塌等安全事故.本文针对输电塔线结构在风载激励下,其材料参数具有随机波动性的特点,采用K-L级数展开方法,建立了输电塔线体系的谱随机有限元模型.基于该模型,通过振动模态计算,分析了随机材料参数对塔线结构的振动特性产生的影响.其次,运用谱随机有限元计算方法,并通过谐波叠加法,研究了该具有随机结构参数的输电塔线模型在脉动风载激励下的动力学响应.计算结果表明,输电塔体系在风载激励下,其结构参数发生随机变化将会对其动力学特性产生较大影响.最后,从固有振动和外部激励响应两个方面,揭示了随机材料参数对输电塔线结构振动特性的影响,为输电塔线体系的设计提供理论依据.