輸電線路鐵塔參數(shù)化建模技術(shù)研究.pdf

1、在目前的輸電架設(shè)方式上,主要以架空輸電線路為主,鐵塔在架空輸電線路中起著重要的作用,經(jīng)常遭受雪災(zāi),臺風(fēng),地震等影響,引起倒塔停電事故。國網(wǎng)公司在2010年頒布了新的線路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),其提高了鐵塔的剛度和強(qiáng)度的安全系數(shù)。任何一種新塔型設(shè)計完成后,在進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用前,需要進(jìn)行真型塔試驗,但是存在著設(shè)計周期長、成本高等問題。隨著現(xiàn)代計算力學(xué)的發(fā)展,有限單元法已經(jīng)成為研究鐵塔力學(xué)研究的有效手段。在對輸電鐵塔剛度、強(qiáng)度的仿真研究方面,若按照現(xiàn)有有限元

2、分析軟件所規(guī)定的步驟,將花費大量的時間在各個方案的前后處理上,而且增加了出錯幾率。但是,作為電力線路中的基本單元——輸電鐵塔,其結(jié)構(gòu)主要以型鋼(角鋼)通過節(jié)點處的螺栓連接而成,不同輸電鐵塔的結(jié)構(gòu)具有相似性和繼承性,這為進(jìn)行參數(shù)化建模的應(yīng)用提供了必要的基礎(chǔ)條件。本文采用參數(shù)化建模技術(shù)對鐵塔建模進(jìn)行可行性研究,主要的研究內(nèi)容如下:
　　⑴研究了現(xiàn)有的參數(shù)化技術(shù),推導(dǎo)出建模單元的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣并對本論文使用的參數(shù)化APDL語言的有關(guān)

3、功能進(jìn)行了闡述等,為鐵塔參數(shù)化有限元建模提供理論基礎(chǔ)和方法。
　　⑵在輸電線路鐵塔的參數(shù)化建模過程中,采用圖形的幾何變換法對鐵塔的節(jié)點坐標(biāo)進(jìn)行求取,為建模初期求取節(jié)點坐標(biāo)提供了一種方法;以及采用CSG法對鐵塔進(jìn)行拆分,并提出特征參數(shù)化建模思想提取出建模過程中所需的有關(guān)特征參數(shù);最后對參數(shù)化過程中的關(guān)鍵點及桿件的關(guān)系與編號問題進(jìn)行了一定的探討,為鐵塔的參數(shù)化建模劃定了一些原則。
　?、墙Y(jié)合現(xiàn)有封裝技術(shù)對VB和ANSYS的接口進(jìn)

4、行了可行性研究,并給出了詳細(xì)的封裝步驟流程,為研究人員建立兩者間的接口提供參考。通過在 VB中編寫程序生成APDL命令流文件ansys.txt,可以迅速地導(dǎo)入有限元軟件中進(jìn)行鐵塔的各種工況分析。
　?、冗x取2Z2E3雙回路直線塔為實例進(jìn)行參數(shù)化建模技術(shù)研究,建立了參數(shù)化模型和傳統(tǒng)手工 GUI模型。參照真型塔的有關(guān)試驗數(shù)據(jù)對兩種模型分別進(jìn)行了三種工況下的靜力分析和模態(tài)分析等,通過模型間的有限元對比分析可知兩模型存在著一定的誤差,但是