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《湖南科技大学》 2017年
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大跨输电线非线性建模及动力学特性研究

胡霞  
【摘要】:输电线作为电网的重要组成部分,随着高压电网的大力发展,将朝着大跨越、柔性、轻质和低阻尼等方向发展。然而,正是由于这些特点,输电线易在风、雨和冰雪等外部条件作用下发生大幅振动,从而对电网的施工与运营带来不利影响。因此,研究大跨输电线的建模理论以及非线性动力特性对指导大跨输电系统的设计具有重要的意义。本论文从单跨输电线入手,基于Hamilton变分原理,通过边界条件和连接条件,建立了双跨以及多跨输电线系统的精细化动力学模型,并运用Galerkin离散法和多尺度摄动法分析了大跨输电线的非线性共振响应。具体工作如下:1.基于悬索结构理论,利用Hamilton变分原理推导了单跨输电线运动微分方程,运用Galerkin方法和多尺度法得到了多频激励下的多种共振形式,并通过理论与数值方法分析了主共振和1/3亚谐波共振响应。2.基于单跨输电线模型,根据边界条件和档间连续条件,推导了两跨输电线非线性运动微分方程,通过降维约化后,求解线性化系统,得到了确定面内和面外固有频率的超越方程,进而得到相应的振型表达式。同时,进一步将输电线建模理论扩展至多跨输电线系统,为大跨输电线网络设计奠定理论基础。3.运用Galerkin方法将连续系统离散为常微分动力系统,进而采用多尺度法求解两跨输电线系统的主共振响应。同时分析了不同模态之间耦合的1:1内共振,并对解的稳定性进行了研究。
【学位授予单位】:湖南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM75;O322

【参考文献】
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