[发明专利]一种输电塔风致随机振动分析方法和相关装置

权利要求书

1.一种输电塔风致随机振动分析方法，其特征在于，包括：

获取输电塔的结构参数，根据所述结构参数建立所述输电塔的结构响应系数矩阵，所述结构参数包括：质量阵、阻尼阵和刚度阵；

对所述结构响应系数矩阵中预置的结构关键响应对应的行矩阵进行提取，得到所述输电塔的结构关键响应系数矩阵；

根据预置高度的风速时程样本，基于风速与风压的关系得到所述输电塔的风压时程，将所述风压时程代入到风荷载公式，计算得到所述输电塔的风荷载时程样本；

将所述结构关键响应系数矩阵和所述风荷载时程样本代入到结构关键响应公式，计算得到所述输电塔的结构关键响应样本；

根据所述结构关键响应样本，基于时变均值公式，计算得到所述结构关键响应样本的时变均值，将所述时变均值和所述结构关键响应样本代入到时变方差公式，计算得到所述结构关键响应样本的时变方差。

2.根据权利要求1所述的输电塔风致随机振动分析方法，其特征在于，所述根据所述结构关键响应样本，基于时变均值公式，计算得到所述结构关键响应样本的时变均值，将所述时变均值和所述结构关键响应样本代入到时变方差公式，计算得到所述结构关键响应样本的时变方差，之后还包括：

根据所述结构关键响应样本，基于平均峰值公式，计算得到所述结构关键响应样本的平均峰值。

3.根据权利要求1所述的输电塔风致随机振动分析方法，其特征在于，所述获取输电塔的结构参数，具体包括：

根据所述输电塔的几何信息和材料信息，建立所述输电塔的有限元模型；

对所述有限元模型进行参数提取，得到所述输电塔的结构参数。

4.根据权利要求1所述的输电塔风致随机振动分析方法，其特征在于，所述根据所述结构参数建立所述输电塔的结构响应系数矩阵具体为：基于结构响应系数矩阵计算公式，根据所述结构参数建立所述输电塔的结构响应系数矩阵，所述结构响应系数矩阵计算公式为：

式中：

式中，A_i,j(i＝1,2,…,n；j＝0,1,…,i)为所述结构响应系数矩阵，M为所述质量阵，C为所述阻尼阵，K为所述刚度阵，L为风荷载定位矩阵；I为单位矩阵；Δt为时间步长，n为时间步数，γ＝0.5，β＝0.25。

5.根据权利要求1所述的输电塔风致随机振动分析方法，其特征在于，所述风荷载公式为：

式中，F_k(t)为第k个所述风荷载时程样本，其中共有m个风荷载元素，μ_Si为第i个风荷载处构件体型系数；μ_Zi为第i个风荷载处风压高度变化系数，A_S为第i个风荷载处构件迎风面的投影面积，w_k(t)为所述风压时程。

6.根据权利要求1所述的输电塔风致随机振动分析方法，其特征在于，所述结构关键响应公式为：

式中，r_k(t_i)为所述输电塔在第k个所述风荷载时程样本下时刻t_i处的结构关键响应，F_k(t)为第k个所述风荷载时程样本，a_i,j为所述结构关键响应系数矩阵。