輸電線路鐵塔參數(shù)化建模技術研究.pdf

1、在目前的輸電架設方式上,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,經常遭受雪災,臺風,地震等影響,引起倒塔停電事故。國網公司在2010年頒布了新的線路設計標準,其提高了鐵塔的剛度和強度的安全系數(shù)。任何一種新塔型設計完成后,在進行大規(guī)模應用前,需要進行真型塔試驗,但是存在著設計周期長、成本高等問題。隨著現(xiàn)代計算力學的發(fā)展,有限單元法已經成為研究鐵塔力學研究的有效手段。在對輸電鐵塔剛度、強度的仿真研究方面,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,其結構主要以型鋼(角鋼)通過節(jié)點處的螺栓連接而成,不同輸電鐵塔的結構具有相似性和繼承性,這為進行參數(shù)化建模的應用提供了必要的基礎條件。本文采用參數(shù)化建模技術對鐵塔建模進行可行性研究,主要的研究內容如下:
　?、叛芯苛爽F(xiàn)有的參數(shù)化技術,推導出建模單元的剛度矩陣和質量矩陣并對本論文使用的參數(shù)化APDL語言的有關

3、功能進行了闡述等,為鐵塔參數(shù)化有限元建模提供理論基礎和方法。
　　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)點坐標進行求取,為建模初期求取節(jié)點坐標提供了一種方法;以及采用CSG法對鐵塔進行拆分,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特征參數(shù);最后對參數(shù)化過程中的關鍵點及桿件的關系與編號問題進行了一定的探討,為鐵塔的參數(shù)化建模劃定了一些原則。
　　⑶結合現(xiàn)有封裝技術對VB和ANSYS的接口進

4、行了可行性研究,并給出了詳細的封裝步驟流程,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,可以迅速地導入有限元軟件中進行鐵塔的各種工況分析。
　　⑷選取2Z2E3雙回路直線塔為實例進行參數(shù)化建模技術研究,建立了參數(shù)化模型和傳統(tǒng)手工 GUI模型。參照真型塔的有關試驗數(shù)據(jù)對兩種模型分別進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