全介质自承式光缆风振特性的研究

摘要

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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第一章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 本文研究内容

第二章 ADSS的微风振动分析

2.1 微风振动的基本理论

2.2 ADSS微风振动的动力学模型

2.3 ADSS有限元模型

2.4模态分析

2.5 ADSS微风振动的动力学计算

2.6 ADSS的疲劳损伤计算

2.7本章小结

第三章 高速列车过境对ADSS的影响

3.1计算流体动力学理论[47~49]

3.2高速列车流体动力学模型

3.3高速列车外流场仿真结果及分析

3.4高速列车对ADSS的影响

3.5本章小结

第四章 ADSS舞动特性分析

4.1舞动概述

4.2舞动的机理[56]

4.3 ADSS舞动计算

4.4本章小结

第五章 总结和展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文

致谢