全介质自承式光缆风振特性的研究

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全介质自承式光缆(All Dielectric Self-supporting Optical Fiber Cable,简称ADSS)是一种新型的通信光缆,广泛应用于电力通信事业。大量的现场观测证明,风振是影响ADSS正常运行的最主要因素,本文的研究重点是ADSS在不同条件的风振特性。主要包括3个方面:微风振动、舞动以及高速列车过境时激起的风力对ADSS的影响。本文主要内容分为以下3个部分:1.通过学习和分析ADSS的微风振动机理,建立了ADSS的有限元模型,运用隐式动力学算法Newmark法计算ADSS微风振动,结合雨流法、疲劳损伤法则和Weibull分布估算ADSS的疲劳寿命。分析结果表明:在当地的风速和风向分布条件下,ADSS的疲劳寿命为28.1年。2.建立高速列车的三维实体模型,计算列车高速行驶时的外流场分布,得到了ADSS高度(离地面约8m)处的风速时程曲线,据此模拟高速列车过境时ADSS的风振响应。分析结果表明:高速列车过境时会对ADSS有一定的风速影响,但ADSS受到的风力很小,应力变化最大值只有0.441%。3.阐述ADSS舞动的机理和激发模式,计算了不同攻角下覆冰ADSS的空气动力学系数,根据Newmark算法求解舞动方程,分析ADSS的舞动特性。分析结果表明:在一定的条件下ADSS会发生舞动现象,舞动的水平振幅可达3.5m。
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