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专利名称：一种覆冰导线舞动模拟装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及舞动模拟装置，特别是一种覆冰导线舞动模拟装置。
背景技术：
覆冰导线舞动是一种典型的非线性自激振动，研究覆冰导线舞动的机理有着重要意义。而理论研究不可或缺的需要做大量的实验，同时实验更需要有科学、合理的实验装置的辅助。目前国内外对这方面的开发研究还很少，国内只有一种能模拟单自由度舞动且截面为D形的实验装置，国外报导了一种模拟输电线舞动的实验装置，该装置虽可进行三自 由度舞动模拟，但其覆冰形状及攻角均为不可变的。而在工程实际中覆冰截面形状的不同及攻角的变化都会对输电线路的舞动规律及幅值产生极其重要的影响。
发明内容本实用新型的目的是针对上述存在问题，提供一种覆冰导线舞动模拟装置，该装置不仅可以模拟多自由度舞动，同时可以实现截面形状及攻角的改变。本实用新型技术方案一种覆冰导线舞动模拟装置，由框架、横杆、竖向弹簧、连接杆、横向弹簧、覆冰导线、连接法兰和连接短杆构成，框架为由十二根矩形截面的铝合金型材固定连接构成的正方体框架,铝合金型材设有T型槽，框架的上框内设有两根横杆并可在型材的T型槽内滑动，每根横杆上垂直悬挂两根竖向弹簧，四根竖向弹簧的下端分别与两根连接杆的两端固定，连接杆中部设有圆孔，框架的两个侧框中部分别固定有两根横向弹簧，覆冰导线由原导线和覆冰构成，原导线为不锈钢圆管，覆冰为有机玻璃制件并通过圆孔套在原导线上，覆冰两端分别设有短套，短套上设有螺孔并通过短套螺钉使覆冰与原导线固定，原导线两端设有固定螺孔，连接法兰为两组并分别设置于原导线的两端，每组连接法兰包括两个法兰盘，其中与原导线连接的法兰盘的一端设有连接插管并插入原导线内，通过固定螺钉使该法兰盘与原导线固定，另一个法兰盘的外端面在上部±50°内每隔10°打一个小孔点作为角度变化标记，两个法兰盘的中心均设有螺孔，连接短杆的一端设有螺纹并通过两个法兰盘中心的螺孔与两个法兰盘连接，设有角度变化标记的法兰盘可通过连接短杆上的螺纹旋转角度，连接短杆的另一端设有挂钩并钩在框架侧框的横向弹簧上，连接杆的圆孔套在连接短杆上并通过螺母固定。所述正方体框架的边长为1200mm,招合金型材的截面尺寸为宽40mm、厚40mm, T型槽的尺寸为横槽为宽15mm、高度8mm,竖槽为宽8mm、高12mm。所述横杆的截面尺寸为宽40mm、厚40mm,横杆与边框的距离为100mm。所述竖向弹簧和横向弹簧的外径均为18mm，弹簧刚度为14N/m。所述连接杆为招合金板条，尺寸为长800mm、宽40mm、厚度10mm。所述原导线的直径为32mm,长度为1000mm。所述覆冰的长度为800mm，覆冰制件的截面形状为C型和翼型两种，C型制件的截面形状由圆孔和半圆孔组成，圆孔的内径为32mm、半圆孔的外径为74_、半圆弧度为220°、壁厚均为5_ ;翼型制件的截面形状由圆孔和半椭圆孔组成，圆孔的内径为32_、半椭圆孔的短轴为32mm、长 半轴为32mm、壁厚均为5mm。所述连接短杆的长度为100mm。本实用新型的有益效果是可以模拟覆冰导线多自由度的舞动，同时可以模拟不同截面形状及不同攻角对舞动的影响。

图I是覆冰导线舞动模拟装置结构示意图。图中1.框架 2.横杆 3.竖向弹簧 4.连接杆 5.横向弹簧6.连接法兰
7.连接短杆8.原导线9.覆冰10.短套11.短套螺钉12.连接插管13.固定螺钉14.挂钩15.螺母图2是原导线与覆冰截面局部放大结构示意图。图3是C型截面覆冰制件的剖面放大结构示意图。图4是翼型截面覆冰制件的剖面放大结构示意图。图5是原导线与连接法兰局部放大结构示意图。图6是设有角度变化标记的法兰盘侧视放大结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。实施例一种覆冰导线舞动模拟装置，如图I所示，由框架I、横杆2、竖向弹簧3、连接杆4、横向弹簧5、覆冰导线、连接法兰6和连接短杆7构成，框架I为由十二根矩形截面的铝合金型材固定连接构成的正方体框架，铝合金型材设有T型槽，框架的上框内设有两根横杆2并可在型材的T型槽内滑动，每根横杆2上垂直悬挂两根竖向弹簧3，四根竖向弹簧3的下端分别与两根连接杆4的两端固定，使整个装置悬吊起来让截面能够在风力的作用下发生舞动，连接杆4中部设有圆孔，框架I的两个侧框中部分别固定有两根横向弹簧5，覆冰导线由原导线8和覆冰9构成，如图2所示，原导线8为不锈钢圆管，覆冰9为有机玻璃制件并通过圆孔套在原导线8上，覆冰9制件的截面形状为C型和翼型两种，如图3、4所示，覆冰9两端分别设有短套10，短套10上设有螺孔并通过短套螺钉11使覆冰9与原导线8固定，方便拆装及更换不同截面，原导线8两端设有固定螺孔，连接法兰6为两组并分别设置于原导线8的两端，如图5所示，每组连接法兰6包括两个法兰盘，其中与原导线8连接的法兰盘的一端设有连接插管12并插入原导线8内，通过固定螺钉13使该法兰盘与原导线8固定，另一个法兰盘的外端面在上部±50°内每隔10°打一个小孔点作为角度变化标记，通过变化角度让截面在Y轴、Z轴下都可以发生自激振动和在YZ平面内发生自身的扭转，如图6所示，两个法兰盘的中心均设有螺孔，连接短杆7的一端设有螺纹并通过两个法兰盘中心的螺孔与两个法兰盘连接，设有角度变化标记的法兰盘可通过连接短杆上的螺纹旋转角度，连接短杆7的另一端设有挂钩14并钩在框架侧框的横向弹簧5上，连接杆4的圆孔套在连接短杆7上并通过螺母15固定。[0024]该实施例中，正方体框架的边长为1200mm，铝合金型材的截面尺寸为宽40mm、厚40mm, T型槽的尺寸为横槽为宽15mm、高度8mm,竖槽为宽8mm、高12mm ;横杆的截面尺寸为宽40mm、厚40mm,横杆与边框的距离为100mm,避免截面与外框架碰撞且让其正常舞动；竖向弹簧和横向弹簧的外径均为18mm，弹簧刚度为14N/m;连接杆为铝合金板条，尺寸为长800mm、宽40mm、厚度IOmm ;原导线的直径为32mm,长度为IOOOmm ;覆冰的长度为800mm,覆冰制件的截面形状为C型和翼型两种，C型制件的截面形状由圆孔和半圆孔组成，圆孔的内径为32mm、半圆孔的外径为74mm、半圆弧度为220°、壁厚均为5mm ;翼型制件的截面形状由圆孔和半椭圆孔组成，圆孔的内径为32_、半椭圆孔的短轴为32_、长半轴为32_、壁厚均为5mm ;连接短杆的长度为100mm。该覆冰导线舞动模拟装置用于模拟覆冰输电线舞动的实验，可以模拟覆冰导线多自由度的舞动，同时可以模拟不同截面形状及不同攻角对舞动的影响，效果良好。
权利要求1.一种覆冰导线舞动模拟装置，其特征在于由框架、横杆、竖向弹簧、连接杆、横向弹簧、覆冰导线、连接法兰和连接短杆构成，框架为由十二根矩形截面的铝合金型材固定连接构成的正方体框架，铝合金型材设有T型槽，框架的上框内设有两根横杆并可在型材的T型槽内滑动，每根横杆上垂直悬挂两根竖向弹簧，四根竖向弹簧的下端分别与两根连接杆的两端固定，连接杆中部设有圆孔，框架的两个侧框中部分别固定有两根横向弹簧，覆冰导线由原导线和覆冰构成，原导线为不锈钢圆管，覆冰为有机玻璃制件并通过圆孔套在原导线上，覆冰两端分别设有短套，短套上设有螺孔并通过短套螺钉使覆冰与原导线固定，原导线两端设有固定螺孔，连接法兰为两组并分别设置于原导线的两端，每组连接法兰包括两个法兰盘，其中与原导线连接的法兰盘的一端设有连接插管并插入原导线内，通过固定螺钉使该法兰盘与原导线固定，另一个法兰盘的外端面在上部±50°内每隔10°打一个小孔点作为角度变化标记，两个法兰盘的中心均设有螺孔，连接短杆的一端设有螺纹并通过两个法兰盘中心的螺孔与两个法兰盘连接，设有角度变化标记的法兰盘可通过连接短杆上的螺纹旋转角度，连接短杆的另一端设有挂钩并钩在框架侧框的横向弹簧上，连接杆的圆孔套在连接短杆上并通过螺母固定。
2.根据权利要求I所述覆冰导线舞动模拟装置，其特征在于所述正方体框架的边长为1200mm,招合金型材的截面尺寸为宽40mm、厚40mm, T型槽的尺寸为横槽为宽15mm、高度8mm,竖槽为宽8mm、高12mm。
3.根据权利要求I所述覆冰导线舞动模拟装置，其特征在于所述横杆的截面尺寸为宽40mm、厚40mm,横杆与边框的距离为100mm。
4.根据权利要求I所述覆冰导线舞动模拟装置，其特征在于所述竖向弹簧和横向弹簧的外径均为18mm,弹簧刚度为14N/m。
5.根据权利要求I所述覆冰导线舞动模拟装置，其特征在于所述连接杆为铝合金板条，尺寸为长800mm、宽40mm、厚度10mm。
6.根据权利要求I所述覆冰导线舞动模拟装置，其特征在于所述原导线的直径为32mm,长度为 1000mm。
7.根据权利要求I所述覆冰导线舞动模拟装置，其特征在于所述覆冰的长度为800mm，覆冰制件的截面形状为C型和翼型两种，C型制件的截面形状由圆孔和半圆孔组成，圆孔的内径为32mm、半圆孔的外径为74mm、半圆弧度为220°、壁厚均为5mm ;翼型制件的截面形状由圆孔和半椭圆孔组成，圆孔的内径为32mm、半椭圆孔的短轴为32mm、长半轴为32mm、壁厚均为5mm。
8.根据权利要求I所述覆冰导线舞动模拟装置，其特征在于所述连接短杆的长度为100mm。
专利摘要一种覆冰导线舞动模拟装置，由框架、横杆、竖向弹簧、连接杆、横向弹簧、覆冰导线、连接法兰和连接短杆构成，框架为由十二根矩形截面的铝合金型材固定连接构成的正方体框架，框架内通过横杆悬挂四根竖向弹簧且下端分别固定有连接杆，覆冰导线由原导线和套在原导线上的覆冰构成，连接法兰为两组并分别设置于原导线的两端，其中一个法兰盘的外端面在上部±50°内每隔10°打一个小孔点作为角度变化标记，连接短杆一端与两个法兰盘螺纹连接，另一端设有挂钩并钩在框架侧框的横向弹簧上。本实用新型的优点是用于模拟覆冰输电线舞动的实验，可以模拟覆冰导线多自由度的舞动，同时可以模拟不同截面形状及不同攻角对舞动的影响。
文档编号G01H17/00GK202582715SQ20122010534
公开日2012年12月5日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者郝淑英, 王磊, 冯海茂 申请人:天津理工大学