特高壓輸電塔的拓撲優(yōu)化.pdf

1、目前國內(nèi)正在進行特高壓輸變電線路試驗工程研究，這些輸電塔跨越檔距大，高度高，單基重量大，造價高，而桿塔的設(shè)計直接決定了線路總投資。因此在保證滿足設(shè)計規(guī)范條件下，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化減少輸電塔的用鋼量具有十分重要的實際意義和經(jīng)濟價值。
　　 本文以漢江大跨越輸電工程為工程背景，工程的跨越塔是單基鐵塔最高最重和技術(shù)難度最大的大跨越工程。通過對該塔的動力拓撲優(yōu)化，大幅度的減少了該塔的用鋼量，具有一定的理論指導和實際工程意義。主要工作包括：

2、r>　　 針對輸電塔線體系建立了精細化的有限元桁架模型，并用諧波合成法模擬了風荷載，根據(jù)在模擬風作用下的運動方程采用精細時程積分法求得風振響應，并驗證了精細時程積分法滿足任意時間步長的精度，為進一步精細化分析輸電塔線體系結(jié)構(gòu)的動力響應提供了一種算法。
　　 提出了輸電塔的優(yōu)化方法：通過圓管鋼截面的內(nèi)外徑的改變實現(xiàn)自動選擇最優(yōu)截面；通過輸電塔的根開端節(jié)點的移動實現(xiàn)自動選擇最優(yōu)根開值；通過塔身的節(jié)點移動與提出的拓撲優(yōu)化理論相結(jié)合，

3、實現(xiàn)自動選擇最優(yōu)塔身節(jié)點以及自動選擇橫隔、斜撐的數(shù)量。并用自適應遺傳算法實現(xiàn)了尋找最優(yōu)截面積、尋找最優(yōu)節(jié)點位置、選擇塔身節(jié)點個數(shù)、選擇輔材以及橫撐的數(shù)量的程序設(shè)計。通過對截面優(yōu)化、形狀優(yōu)化、拓撲優(yōu)化結(jié)果的對比分析，說明了拓撲優(yōu)化方法的可行性與優(yōu)越性。并對復雜構(gòu)型優(yōu)化進行了初步探尋，提出復雜構(gòu)型優(yōu)化方法并與拓撲優(yōu)化相結(jié)合，自動選擇最優(yōu)的構(gòu)型。
　　 以精細時程積分法求得的風振響應為約束條件，運用自適應遺傳算法對輸電塔進行了動力響應