輸電鐵塔試驗仿真系統(tǒng)的分析模型研究.pdf

1、電力能源是國家的經(jīng)濟(jì)命脈。我國處于自然災(zāi)害多發(fā)區(qū),2008年雪災(zāi)后,國家電力部門在2010年7月頒布了新的線路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。為了適應(yīng)新規(guī)范和建設(shè)特高壓電網(wǎng)、堅強(qiáng)電網(wǎng)、智能電網(wǎng)的要求,需要設(shè)計和改進(jìn)一系列高質(zhì)量高水平的桿塔。而新型桿塔在進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用前需要進(jìn)行真型塔試驗,而一旦試驗時發(fā)生破壞,就必須重新設(shè)計和制作新塔。這樣勢必會造成設(shè)計成本增加,設(shè)計周期增長。因此有必要開發(fā)一套鐵塔試驗仿真系統(tǒng)進(jìn)行鐵塔試驗前的仿真模擬,進(jìn)而提高鐵塔試驗的成功率

2、,甚至部分取代一些試驗,而鐵塔試驗仿真系統(tǒng)里首先要解決的問題就是鐵塔仿真模型的準(zhǔn)確性。
　　本文基于真塔試驗數(shù)據(jù),利用大型有限元仿真軟件ANSYS對鐵塔進(jìn)行仿真分析。推導(dǎo)了空間桿單元和空間梁單元的質(zhì)量矩陣和剛度矩陣,利用不同的建模方法建立了鼓型塔的鋼架模型、桁梁模型和等截面梁模型,分析了設(shè)計院提供的鼓型塔1:1真型塔試驗數(shù)據(jù)。由于鐵塔試驗加載時存在一定的角度,為了使仿真模型分析更加精確,采用換算后的12種工況的試驗荷載對三種仿真模

3、型進(jìn)行分析,然后將三種仿真模型計算的應(yīng)變改變值和試驗應(yīng)變改變值進(jìn)行對比分析,通過分析可知三種鐵塔仿真模型的主材誤差較小,斜材和橫隔材誤差較大,三種模型中桁梁模型和試驗數(shù)據(jù)最接近。然后利用桁梁模型進(jìn)行了鐵塔位移分析、支座反力分析、極限承載力分析、塔材測點(diǎn)位置分析。通過對桁梁模型在60°風(fēng)工況下位移分析可知,鐵塔位移值從下到上呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢,位移仿真值比試驗值要小,位移試驗值和仿真值都呈現(xiàn)線性增長,都未進(jìn)入非線性狀態(tài),鐵塔可以承受更大的