شکل (۵-۷) ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل اول)
شکل (۵-۸) ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل اول)
۵-۱-۲ سرعت بحرانی کابل دوم
به دلیل پیچیدگی خاصی که در کابل دوم وجود دارد انتظار می رود سرعت بحرانی در این کابل کمی با کابل اول متفاوت باشد. در کابل دوم نیز مانند کابل اول می بایست ماتریس های جرم، سختی، میرایی و نیروهای آیرودینامیکی محاسبه شده و ضرایب معادله مشخصه استخراج شود. همان­گونه که گفته شد پدیده گالوپینگ زمانی رخ می دهد که حداقل یکی از ها دارای علامت منفی شود. منحنی های مربوط به ها بر حسب سرعت باد برای کابل دوم در شکل های ۵-۹ تا ۵-۱۴ ارائه شده اند. همان­گونه که دیده می شود در سرعت باد نزدیک به ۱۳/۷ متر بر ثانیه صفر می شود و درسرعت های بیشتر و و منفی می باشند. بنابراین انتظار داریم در این محدوده پروفیل استاتیکی کابل ناپایدار باشد و اگر کابل کمی از حالت تعادل خارج شود نوسانات آن رشد کرده و نهایتا به نوسانات حدی نهایی برسند.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

شکل (۵-۹) ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل دوم )
شکل (۵-۱۰) ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل دوم )
شکل (۵-۱۱) ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل دوم )
شکل (۵-۱۲) ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل دوم )
شکل (۵-۱۳) ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل دوم )
شکل (۵-۱۴) ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل دوم )
۵-۲ بررسی اثر پارامترهای کابل
در این قسمت بررسی مختصری بر روی اثر گذاری پارامترهای کابل در سرعت بحرانی و دامنه نوسانات نهایی کابل انجام می شود. اگر چه نتیجه گیری هایی که در این قسمت از روی نتایج حاصله به دست می آید جامع نبوده و فقط برای کابلی که مورد نظر است صحیح می باشد با این حال این بررسی می تواند مقدمه ای برای کار تحلیلی روی معادلات ونشان دادن اثر پارامترهای کابل به صورت تحلیلی باشد. در این قسمت برای نشان دادن اثر هر کدام از پارامترهای تاثیر گذار، سایر پارامترها ثابت در نظر گرفته می شوند و با تغییر پارامتر مورد نظر به ازای چند مقدار از آن، سرعت بحرانی به دست می آید و نتایج در نموداری نشان داده شده و با هم مقایسه می شود. نمودارهایی که در این قسمت ارائه شده است برای پنج مقدار مختلف هر پارامتر به دست آمده را نشان می دهد.
پارامترهایی که در ماتریس سختی سیستم تاثیر گذار می باشند شامل موارد زیر می باشد:
استحکام کششی کابل ( EA )
استحکام پیچشی کابل ( )
مولفه افقی کشش کابل ( H )
سختی فنرهای دو طرف کابل ( )
پارامترهایی که در ماتریس جرم سیستم تاثیر گذار می باشند شامل موارد زیر می باشد:
جرم کابل ( )
طول کابل ( )
پارامترهایی که در نیروهای آیرودینامیکی سیستم تاثیر گذار می باشند شامل موارد زیر می باشد:
ضریب جمله درجه اول ( )
ضریب جمله درجه اول ( )
ضریب جمله درجه اول ( )
استحکام کششی کابل(EA )
استحکام کششی کابل به سطح مقطع و مدول الاستیسته کابل مربوط می شود. باتوجه به بزرگی استحکام کششی کابل، تغییرات سرعت بحرانی در کابل کم است. در شکل (۵-۱۵) می توان تغییرات EA را برای کابل اول مشاهده کرد. همانطور که در شکل های زیر می­بینید با زیاد شدن EA سختی مربوط به زیاد می­ شود و بنابراین کل اصلی هم زیاد می شود. در کل با زیاد شدن سختی سیستم، سرعت بحرانی نیز زیاد می شود.
شکل (۵-۱۵) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب تغییرات EA برای کابل اول
شکل (۵-۱۶) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب تغییرات EA برای کابل دوم
استحکام پیچشی کابل( )
این پارامتر تاثیر به سزایی روی سرعت بحرانی دارد. نکته قابل توجه در مورد استحکام پیچشی این است که با افزایش آن به مقدار ۵/۱ برابر سرعت بحرانی باد مقدار کمی کاهش پیدا می کند.
با زیاد شدن استحکام پیچشی نوسان در جهت های عمودی و عرضی زیاد شده و نوسانات پیچشی کوچک می شود و سرعت بحرانی هم کوچک می­ شود. با توجه به شکل های (۵-۱۷) و (۵-۱۸) به این نتیجه خواهیم رسید که با افزایش استحکام کششی سرعت بحرانی کاهش پیدا خواهد کرد.
شکل (۵-۱۷) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب تغییرات GJ برای کابل اول
شکل (۵-۱۸) تغیرات سرعت بحرانی کابل بر حسب تغییرات GJ برای کابل دوم
مولفه افقی کشش کابل( H )
مولفه افقی کشش کابل H پارامتری تاثیر گذار در رفتار سیستم می باشد . تغییرات در مولفه افقی کشش کابل در شکل های (۵-۱۹) و (۵-۲۰) به صورت واضح نشان داده شده است. مولفه افقی کشش کابل به طور مستقیم بر روی تنش کابل تاثیر گذار است و تنش نیز بر روی تمام مولفه های ماتریس سختی تاثیر می گذارد. با زیاد شدن این پارامتر ماتریس سختی به مراتب کوچک می شود و عکس مولفه استحکام کششی کابل عمل می­ کند.
(۵-۱)
تنش اولیه کابل می باشد.
شکل (۵-۱۹) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب تغییرات H برای کابل اول
شکل (۵-۲۰) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب تغییرات H برای کابل دوم
سختی فنرهای دو طرف( )
در ماتریس سختی به طور مستقیم وارد می شود. اثرات میله های عایق ای است که در محل اتصال کابل با مقره ها قرار گرفته است. چون در دو نقطه به ماتریس سختی اضافه شده است پس تاثیر خیلی کمی روی سرعت بحرانی دارد. این پارامتر نیز مانند استحکام کششی درکل ماتریس سختی تاثیر می گذارد و تغییرات آن همانند استحکام کششی کابل است.
این ادعا را نیز می توان در شکل های (۵-۲۱) و (۵-۲۲) نیز مشاهده کرد. با زیاد شدن سختی ، کل سیتم زیاد می شود بنابراین انتظار می رود با­ سخت تر شدن سیستم، سرعت بحرانی نیز افزایش پیدا کند.
شکل (۵-۲۱) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب برای کابل اول
شکل (۵-۲۲) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب تغییرات برای کابل دوم
جرم کابل در واحد طول( )
شکل های زیر تغییرات سرعت بحرانی را برای پنج مقدار مختلف جرم کابل در واحد طول نشان می دهد. به نظر می رسد جرم کابل در واحد طول اثر زیادی در سرعت بحرانی کابل داشته باشد. با افزایش جرم کابل دامنه نوسانات عمودی کابل افزایش می یابد و دامنه نوسانات عرضی وپیچشی کابل کاهش پیدا می کند. واحد جرم است یعنی واحد طول در مخرج قرار گرفته است پس تغییرات جرم با تغییرات طول حالت عکس دارد.
شکل (۵-۲۳) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب تغییرات m برای کابل اول
شکل (۵-۲۴) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب تغییرات m برای کابل دوم
طول کابل ( )
دیگر پارامتر تاثیر گذار بر روی ماتریس جرم، طول بین دو سر کابل می باشد. به نظر می رسد با افزایش طول کابل سرعت بحرانی به دست آمده از جدول راث کاهش یابد یعنی با توجه به ثابت ماندن سایر پارامتر های کابل اگر دهانه دو دکل مجاور را زیاد کنیم با سرعت باد کمتری نیز گالوپینگ اتفاق می افتد. مولفه افقی کشش کابل می تواند تحت تاثیر طول کابل تغییر کند. دلیل دیگری نیز که می توان به تاثیر گذار بودن طول کابل در سرعت بحرانی پرداخت این است که به طور مستقیم در انتگرال گیری ها چه در ماتریس جرم و چه در ماتریس سختی اثر می کند.
شکل (۵-۲۵) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب تغییرات L برای کابل اول
شکل (۵-۲۶) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب تغییرات L برای کابل دوم
ضریب جمله درجه اول ( )
ضرایب نیروهای آیرودینامیکی می توانند در سرعت بحرانی و نوسانات کابل بسیار تاثیر گذار باشد. ضرایب جملات درجه دوم و سوم تاثیری در رفتار کابل ندارد و بیشترین تاثیر را جملات درجه اول دارا می باشد. شکل­های (۵-۲۷) و (۵-۲۸) تاثیر را بر روی سرعت بحرانی باد نشان می دهد. هر چه ضریب آیرودینامیکی بیشتر باشد بدین معناست که با افزایش وزش باد، نیروهای آیرودینامیکی بیشتر می شود به همین دلیل است که افزایش باعث زیاد شدن سرعت بحرانی می شود. علامت منفی دلیل بر­عکس شدن نمودار می باشد.
شکل (۵-۲۷) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب تغییرات برای کابل اول
شکل (۵-۲۸) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب تغییرات برای کابل دوم
ضریب جمله درجه اول ( )