输电铁塔螺栓连接滑移模型及结构分析方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51408568
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    23.0万
  • 负责人：
    杨风利
  • 依托单位：
    中国电力科学研究院有限公司
  • 学科分类：
    E0804.结构工程
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Conventional space truss model cannot meet with the requirement of structural analysis on transmission towers, especially for the UHV cat head tower (cup type tower) and the towers in foundation deformation regions. Until now, the bolted-joint slip theories and the analyzed results with their applications have not reached a consensus. The modeling method simulating all bolted-joints at the same time is quite complex. Simplification of the analysis model is a key point for the real application in tower design. Foundational study on the bolted-joint model and practical analysis method for transmission towers will be carried out in this project. The detailed study contents are as follows. Firstly, based on test data analysis of the prototype towers, some statistical characteristics of the bolt gaps as well as the effect levels on displacements and stresses will be obtained. Four types of bolted-joint slip models will be studied, and the general mathematical expressions and the key parameter values can be obtained. Secondly, with application of the determined slip models in the nonlinear FEA analysis, effects on the static and dynamic characrestics of transmission towers will be analyzed. Non-dimensional relationships between the modification factors of slip effects and the tower loads as well as the geometrical parameters can be revealed. And the controlled bolted-joint types will be determined for different tower types and load cases. Lastly, the practical modeling method which can simulate the slip effect effectively will be proposed. This project aims at studying the bolted-joint slip mechanism and exploring the simplifying method for tower structure analysis, which can provide technical supports for the structural analysis of some special type towers and assessment on the bearing capacity of transmission tower with foundation deformation, and also for studies on the dynamic loads of transmission towers.
传统空间桁架模型不能满足特高压猫头塔（酒杯塔）曲臂变形和基础变形区铁塔结构分析的需要，目前在螺栓连接滑移理论和应用分析结论方面还未达成共识。同时模拟全部螺栓连接节点的建模方法十分复杂，合理简化分析模型是其在铁塔设计中得到应用的关键。本项目拟对输电铁塔螺栓连接滑移模型及实用分析方法进行基础科学研究，具体内容包括：分析真型试验数据获得螺栓间隙、连接滑移对节点位移和杆件应力影响程度的统计特征，试验研究四种类型连接滑移模型的一般数学表达和关键参数取值；采用非线性有限元法研究连接滑移对铁塔静动力特性的影响规律，揭示连接滑移影响修正系数与铁塔荷载和几何参数的无量纲关系，确定不同塔型和工况下起控制作用的节点类型，提出模拟螺栓连接滑移影响的实用建模分析方法。本项目旨在通过研究典型节点螺栓连接滑移机理，探索其结构分析应用的简化方法，为开展特殊塔型和基础变形区铁塔承载性能评估及动力荷载研究提供技术支持。

结项摘要

1、项目背景. 传统空间桁架模型不能满足特高压猫头塔（酒杯塔）曲臂变形和基础变形区输电铁塔结构分析的需要，目前在螺栓连接滑移理论和应用分析结论方面还未达成共识。同时模拟全部输电铁塔螺栓连接节点的建模方法十分复杂，合理简化分析模型是其在输电铁塔设计中得到应用的关键。本项目旨在通过研究典型节点螺栓连接滑移机理，探索其结构分析应用的简化方法，为开展特殊塔型和基础变形区输电铁塔承载性能评估及动力荷载研究提供技术支持。.2、主要研究内容. 通过分析输电铁塔螺栓节点螺孔直径实测数据，获得了输电铁塔螺栓间隙的概率统计特征，试验研究了典型螺栓连接滑移模型的一般数学表达和关键参数拟合取值；分别采用基于改进单位荷载法和非线性弹簧单元的结构有限元法，研究了螺栓连接滑移对输电铁塔静、动力特性的影响规律，揭示了连接滑移影响与输电铁塔荷载类型的无量纲关系，掌握了典型荷载工况下起控制作用的螺栓连接节点类型，提出了模拟输电铁塔螺栓连接滑移影响的2种实用建模分析方法。.3、重要结果. （1）提出了输电铁塔螺栓连接滑移指数模型和改进分段多项式模型的参数拟合取值。改进分段多项式模型仅适用于最大间隙和理想间隙两种螺栓节点型式，在考虑螺栓连接滑移影响的输电铁塔结构分析中推荐采用指数形式的连接滑移模型。. （2）提出了基于改进单位荷载法和非线性弹簧单元的输电铁塔结构实用建模分析方法，改进单位荷载法计算简便且输电铁塔K窗位移计算值与真型试验值较为吻合。.4、关键数据及科学意义. 本项目研究建立了输电铁塔典型螺栓连接节点的滑移模型，提出了2种模拟螺栓连接滑移的输电铁塔实用建模分析方法。所得研究成果可为准确确定输电铁塔结构变形、失效模式和动力特性，提高输电铁塔尤其是特高压猫头塔（酒杯塔）结构设计水平和开展基础变形区输电铁塔承载性能评估提供理论指导。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
Two case studies on structural analysis of transmission towers under downburst
下击暴流下输电塔结构分析的两个案例研究
  • DOI：
    10.12989/was.2016.22.6.685
  • 发表时间：
    2016-06
  • 期刊：
    Wind and Structures, An International Journal
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    FengLi Yang;HongJie Zhang
  • 通讯作者：
    HongJie Zhang
Wind tunnel tests on wind loads acting on an angled steel triangular transmission tower
角钢三角输电塔风荷载风洞试验
  • DOI：
    10.1016/j.jweia.2016.07.016
  • 发表时间：
    2016-09
  • 期刊：
    Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics
  • 影响因子：
    4.8
  • 作者：
    YANG Fengli;DANG Huixue et al.
  • 通讯作者：
    DANG Huixue et al.
输电铁塔螺栓节点连接滑移特性及模型参数研究
  • DOI：
    10.6052/j.issn.1000-4750.2016.05.0403
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    工程力学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨风利;朱彬荣;邢海军
  • 通讯作者：
    邢海军
1000kV特高压新型钢管及角钢混合塔的设计研究
  • DOI：
    10.11930/j.issn.1004-9649.2016.02.036.05
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    中国电力
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张子富;朱彬荣;杨靖波;高渊;王熙博
  • 通讯作者：
    王熙博
考虑螺栓连接滑移影响的输电铁塔塔身结构分析
  • DOI：
    10.6052/j.issn.1000-4750.2017.04.s039
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    工程力学（增刊）
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨风利
  • 通讯作者：
    杨风利

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其他文献

下击暴流移动对其水平风速及影响高度的作用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    应用力学学报
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    --
  • 作者：
    党会学;赵均海;张宏杰;杨风利
  • 通讯作者：
    杨风利
六边形输电塔体型系数与风荷载计算
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    中国电力
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张宏杰;李正;杨风利;韩军科;宫博
  • 通讯作者：
    宫博
Assement on wind environment and steel tower bearing capacity of outgoing line of wind power in Arctic Pole
北极风电出线风环境及钢塔承载力评估
  • DOI：
    10.14171/j.2096-5117.gei.2018.s1.007
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Global Energy Interconnection
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张宏杰;杨风利;韩军科
  • 通讯作者：
    韩军科
山区微地形中风向对铁塔塔身风荷载的影响与修正
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    --
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  • 作者：
    张宏杰;杨风利;郑明敏
  • 通讯作者：
    郑明敏
台风风场参数对输电杆塔力学特性的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    中国电力
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  • 作者：
    张宏杰;杨靖波;杨风利
  • 通讯作者：
    杨风利

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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