覆冰载荷作用下杆塔损伤分析

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  近年来,我国频繁遭受严寒和冰雪天气的袭击,每年冬季,输电铁塔和导线覆冰现象严重,极大地增加了铁塔的额外载荷,其最具破坏力的影响主要表现在:一方面使铁塔所受的不平衡力显著增大,另一方面,在覆冰导线舞动时对铁塔施加了很大的循环冲击载荷,在不平衡力和冲击力的长期作用下,铁塔易产生疲劳损害,形成裂纹扩展直至倒塌,造成严重的安全隐患和巨大的经济损失。   本文的主要研究工作如下:   1)针对杆塔的结构和设计理论进行深入的分析研究,对极限状态的相关理论作了比较系统的分析,分析了杆塔荷载的分类组合的理论基础,并系统的研究不同工况下各种受力计算的理论依据和计算方法。   2)对重庆万州地区当前运行的白城220kV送电线路重冰区内的5基铁塔进行理论计算和受力分析。在整理相关基本参数资料的基础上,根据相关理论对导地线、金具以及杆塔等在各种不同条件下的受力情况进行了计算。   3)介绍了当前主要的数值模拟的理论和研究现状,简要介绍了有限元分析方法和ANSYS有限元软件的操作和数学模型的处理方法,并对所研究的对象进行ANSYS有限元建模分析,针对不同杆件分析其受力情况。   4)针对万州地区当前运行的白城220kV送电线路重冰区内的不同杆塔的型号,不同杆塔的结构特点,杆塔的不同位置,分别利用大型有限元分析软件ANSYS进行动力分析,分析其是否满足刚度要求,是否满足强度要求,并计算某特定杆件的许用应力,监测较大应力杆件运行情况,运行分析出该结构的应力云图和变形云图。
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