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高阶扭转模态耦合下覆冰导线的稳定性和影响因素分析

霍冰 刘习军 张锐

霍冰, 刘习军, 张锐. 高阶扭转模态耦合下覆冰导线的稳定性和影响因素分析[J]. 工程力学, 2020, 37(2): 241-249. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0093
引用本文: 霍冰, 刘习军, 张锐. 高阶扭转模态耦合下覆冰导线的稳定性和影响因素分析[J]. 工程力学, 2020, 37(2): 241-249. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0093
HUO Bing, LIU Xi-jun, ZHANG Rui. STABILITY AND INFLUENCE FACTORS ON ICED CONDUCTOR WITH THE PARTICIPATION OF MULTI-ORDERED TORSIONAL MODES[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(2): 241-249. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0093
Citation: HUO Bing, LIU Xi-jun, ZHANG Rui. STABILITY AND INFLUENCE FACTORS ON ICED CONDUCTOR WITH THE PARTICIPATION OF MULTI-ORDERED TORSIONAL MODES[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(2): 241-249. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0093

高阶扭转模态耦合下覆冰导线的稳定性和影响因素分析

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0093
基金项目: 国家自然科学基金项目(51808389);天津市自然科学基金项目(18JCQNJC08000)
详细信息
    作者简介:

    刘习军(1956-),男,天津人,教授,学士,博导,主要从事动力学与控制研究(E-mail:lxijun@tju.edu.cn);张锐(1985-),男,山东人,讲师,博士,主要从事动力学与控制研究(E-mail:zhangrui19850424@tust.edu.cn).

    通讯作者: 霍冰(1987-),女,内蒙人,讲师,博士,主要从事动力学与控制研究(E-mail:huobing@tust.edu.cn).
  • 中图分类号: TM751;O322

STABILITY AND INFLUENCE FACTORS ON ICED CONDUCTOR WITH THE PARTICIPATION OF MULTI-ORDERED TORSIONAL MODES

  • 摘要: 利用Galerkin法建立面内前四阶和扭转前四阶模态耦合的覆冰导线动力学模型。借助分岔理论分析各阶模态的失稳临界条件,研究导线系统在不同风速、扭转阻尼比、档距及初始拉力下各阶模态的失稳规律,并利用数值模拟对理论分析结果进行验证。研究结果表明:考虑了扭转前四阶模态的导线模型,其面内前四阶模态特征值实部随风速变化的响应曲线先后经历2次Hopf分岔,呈限幅振动;扭转阻尼比的增大扩大了面内模态的失稳风速区域;随着档距增大,面内模态的2个Hopf分岔点和扭转模态的一个Hopf分岔点分别左移,表明大档距时,扭转模态逐渐代替面内模态的舞动;初始拉力对面内模态的失稳区域影响显著,而对扭转模态的影响很小。以上结论可为工程中导线的优化设计提供理论依据。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-03-11
  • 修回日期:  2019-07-05
  • 刊出日期:  2020-05-27

高阶扭转模态耦合下覆冰导线的稳定性和影响因素分析

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0093
    基金项目:  国家自然科学基金项目(51808389);天津市自然科学基金项目(18JCQNJC08000)
    作者简介:

    刘习军(1956-),男,天津人,教授,学士,博导,主要从事动力学与控制研究(E-mail:lxijun@tju.edu.cn);张锐(1985-),男,山东人,讲师,博士,主要从事动力学与控制研究(E-mail:zhangrui19850424@tust.edu.cn).

    通讯作者: 霍冰(1987-),女,内蒙人,讲师,博士,主要从事动力学与控制研究(E-mail:huobing@tust.edu.cn).
  • 中图分类号: TM751;O322

摘要: 利用Galerkin法建立面内前四阶和扭转前四阶模态耦合的覆冰导线动力学模型。借助分岔理论分析各阶模态的失稳临界条件,研究导线系统在不同风速、扭转阻尼比、档距及初始拉力下各阶模态的失稳规律,并利用数值模拟对理论分析结果进行验证。研究结果表明:考虑了扭转前四阶模态的导线模型,其面内前四阶模态特征值实部随风速变化的响应曲线先后经历2次Hopf分岔,呈限幅振动;扭转阻尼比的增大扩大了面内模态的失稳风速区域;随着档距增大,面内模态的2个Hopf分岔点和扭转模态的一个Hopf分岔点分别左移,表明大档距时,扭转模态逐渐代替面内模态的舞动;初始拉力对面内模态的失稳区域影响显著,而对扭转模态的影响很小。以上结论可为工程中导线的优化设计提供理论依据。

English Abstract

霍冰, 刘习军, 张锐. 高阶扭转模态耦合下覆冰导线的稳定性和影响因素分析[J]. 工程力学, 2020, 37(2): 241-249. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0093
引用本文: 霍冰, 刘习军, 张锐. 高阶扭转模态耦合下覆冰导线的稳定性和影响因素分析[J]. 工程力学, 2020, 37(2): 241-249. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0093
HUO Bing, LIU Xi-jun, ZHANG Rui. STABILITY AND INFLUENCE FACTORS ON ICED CONDUCTOR WITH THE PARTICIPATION OF MULTI-ORDERED TORSIONAL MODES[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(2): 241-249. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0093
Citation: HUO Bing, LIU Xi-jun, ZHANG Rui. STABILITY AND INFLUENCE FACTORS ON ICED CONDUCTOR WITH THE PARTICIPATION OF MULTI-ORDERED TORSIONAL MODES[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(2): 241-249. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.01.0093
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