[发明专利]支持式管型母线结构随机地震响应分析方法及系统

说明书

本发明公开了一种支持式管型母线结构随机地震响应分析方法及系统，该方法包括：建立支持式管型母线结构有限元模型；对支持式管型母线结构有限元模型施加单位脉冲激励，进行动力时程分析并保存结构响应时程结果；根据结构响应时程结果，获取支持式管型母线结构的支柱绝缘子底部弯矩系数；利用支柱绝缘子底部弯矩系数计算支柱绝缘子底部弯矩的统计量，并利用统计量对支持式管型母线结构随机地震响应进行分析。本发明不仅能获取支持式管型母线结构的弯矩系数，还能计算结构响应峰值均值等统计特征，更有助于后续分析工作的开展及提高分析结果的准确性。同时，本发明无需计算结构所有响应，只需针对结构关键响应进行分析，具有更高的计算效率。

技术领域

本发明涉及非平稳地震随机过程分析技术领域，尤其涉及一种支持式管型母线结构随机地震响应分析方法及系统。

背景技术

支持式管型母线结构是变电站的重要设备之一。为了研究非平稳地震下支持式管型母线结构的响应特性，一般采用时程分析方法进行计算。其中，时程分析法是指对结构物的运动微分方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。由时程分析可得到各个质点随时间变化的位移、速度和加速度动力反应，进而计算构件内力和变形的时程变化。然而，这种计算方法往往无法获取支持式管型母线结构地震响应的统计特征，且在不同地震记录下的结果离散性大，进而导致后期分析工作存在不易开展、分析结果不准确的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种支持式管型母线结构随机地震响应分析方法及系统，以解决现有的时程分析方法在计算支持式管型母线结构地震响应时存在的统计特征无法获取、计算结果离散性大以及分析结果无法保障的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种支持式管型母线结构随机地震响应分析方法，包括：

建立支持式管型母线结构有限元模型；

对所述支持式管型母线结构有限元模型施加单位脉冲激励，进行动力时程分析并保存结构响应时程结果；

根据所述结构响应时程结果，获取支持式管型母线结构的支柱绝缘子底部弯矩系数；

利用所述支柱绝缘子底部弯矩系数计算支柱绝缘子底部弯矩的统计量，并利用所述统计量对支持式管型母线结构随机地震响应进行分析。

作为优选地，在所述建立支持式管型母线结构有限元模型之前，还包括：

建立非平稳地震随机过程：

X(t)＝g(t)x(t)；

式中，x(t)为平稳随机过程，g(t)为均匀调制函数；其中，

式中，c为衰减系数，t₁和t₂分别为主震平稳段首末时间。

作为优选地，所述建立支持式管型母线结构有限元模型，包括：

将支柱绝缘子、钢支架和管型母线采用梁单元进行模拟；

将绝缘子采用线弹性材料模型进行模拟；

将钢支架和铝管采用双线性各向同性材料模型进行模拟。

作为优选地，所述利用所述支柱绝缘子底部弯矩系数计算支柱绝缘子底部弯矩的统计量，包括：

利用所述支柱绝缘子底部弯矩系数，计算柱绝缘子底部弯矩均值、方差及峰值均值。

本发明还提供一种支持式管型母线结构随机地震响应分析系统，包括：

模型构建单元，用于建立支持式管型母线结构有限元模型；

脉冲激励单元，用于对所述支持式管型母线结构有限元模型施加单位脉冲激励，进行动力时程分析并保存结构响应时程结果；