500kV/220kV四回路复合横担塔多尺度有限元分析

多尺度计算理论在结构计算中保证了计算精度,提高计算效率同时降低了计算代价,目前在众多工程问题和学科领域得到广泛应用。本文为了分析局部节点和整塔的实际受力特点,采用多尺度计算理论,在ANSYS有限元分析软件中通过约束方程将局部模型和宏观模型进行连接,建立有限元多尺度计算模型,并对多尺度模型进行了四种典型工况的计算,将多尺度模型和梁杆模型在同一工况下构件和局部节点的计算结果对比分析。研究结果表明,运用多尺度建模方法能够高效准确地分析输电铁塔的整体和局部节点的受力特性,进一步表明该方法可在结构工程领域推广应用。     

220kV复合绝缘材料横担防雷性能研究

运用电磁暂态软件ATP-EMTP建立220kV复合材料横担输电线路模型,分析对比了复合横担输电杆塔和酒杯塔A、B、C三相临界反击闪络雷电流的大小,并分析了不同冲击接地电阻、不同工频相角下复合材料横担塔反击、绕击耐雷水平以及最大绕击电流,验证复合材料输电杆塔耐雷性能优于常规酒杯塔,为复合横担的结构设计与优化提供参考。     

强风荷载作用下500 kV输电塔线体系动力分析

高压输电线路在强风荷载用下出现倒塔的情况时有发生,静力风荷载的设计方法已表现出一定的局限性。通过利用Davenport风速功率谱模拟形成输电塔不同高度处风荷载时程,并施加相应位置,得出输电塔最大位移时程曲线、输电塔最大应力单元曲线、导线弧垂最低点位移时程曲线和导线最大应力时程曲线;结果表明:动力响应情况下的上述指标均大于静力风荷载下的相应指标。导线轴向拉力时程曲线存在一定的不同步位移情况,增加了输电塔的不平衡受力情况,使得输电塔线体系受力更加复杂。     

±800kV直流复合横担塔斜拉复合绝缘子均压环优化设计

输电线路复合横担铁塔能有效提高其风偏闪络、鸟粪闪络和覆冰闪络性能,降低杆塔高度和提高导线对地距离等优点,在特高压输电线路中得到了实际的运用。但根据现场运行经验,发现复合横担铁塔斜拉绝缘子的均压环固定螺栓有轻微电腐蚀,可能是由于该处电场强度较高,在一定的环境条件下易发生电晕放电。因此建立了±800 kV直流输电线路复合横担铁塔三维仿真模型,研究了双均压环结构下大均压环管径、环外径和抬高距对斜拉复合绝缘子、支柱复合绝缘子、均压环和固定螺栓表面的电场分布的影响。根据绝缘层和金具表面控制电场强度要求值对大均压环结构参数进行优化设计,然后按照优化方案对实际线路进行了改造,现场运行情况良好。本结果可供±800 kV直流输电线路复合横担塔斜拉绝缘子均压环的运行、维护和改造提供参考。     

35kV复合横担绝缘子结构特点及运行稳定性

介绍了新研制的35kV复合横担绝缘子的结构特点、电气性能和机械强度；根据试验结果，重点分析了该产品各项性能长期运行的可靠性和稳定性。     

复合绝缘横担在110 kV输电线路改造工程中的应用研究

复合绝缘横担以其诸多优点,已在国内多个试点工程中成功应用,为确保这一新产品安全可靠的运行,从实际工程角度出发对复合绝缘横担进行深入研究。本研究以110 kV直线水泥双杆为例,选用环氧实心棒作为复合绝缘横担的芯体,分析了3种复合绝缘横担结构方案的受力特点,设计了4种横担端部节点方案,并从构件抗弯和抗压稳定性两个方面分别给出了选型结果和选用方案。复合绝缘横担改造后,由于取消了悬垂绝缘子串,为了满足导线防雷要求,提出了提升避雷线的解决方案。复合绝缘横担改造过程中,由于不重新紧线且导线悬挂点提升的高度较小,导线张力和弧垂基本没有变化,仅改造杆位的垂直档距和导线对地距离有小幅度增加。由于提升避雷线高度,会大幅增加电杆的弯矩,如果采用此方法,需对电杆进行加固处理。角钢塔复合绝缘横担根部建议采用铰接连接或者两根撑杆呈三角形布置,尽量减小根部产生弯矩作用。     

330kV双回路复合横担窄基塔设计及有限元仿真分析

利用复合材料良好的综合性能,通过合理的设计,开发一种可用于城市绿化带、隔离带地区的330kV复合横担窄基塔,减少对土地资源的占用,满足安全、简单、美观、经济等要求。利用ANSYS有限元软件对设计的复合横担窄基塔进行有限元模拟,分析结果表明复合横担窄基塔满足工程设计要求。     

复合横担在1000kV特高压交流输电双回路铁塔中的应用探讨

主要对复合横担应用于特高压交流输电线路的意义及可行性作了分析论证。从复合横担材料及结构的电气性能、电磁环境影响、复合材料构件受压承载性能等方面出发,分析论证了复合横担应用于特高压交流输电线路的主要制约因素,并结合工程实际情况,提出了推荐复合横担杆塔的设计方案并分析其经济效益。     

单肋钢箱拱桥动力响应分析

以宁波市某轨道交通单肋钢箱拱桥为背景,应用大型通用有限元软件MIDAS/civil,完成了单肋钢箱拱桥有限元模型建立,利用模型得到了该桥梁的自振特性;采用时程分析方法,选取调幅后的EI-Centor地震波,模拟了拱桥在地震作用下的响应,分析了其拱肋截面与墩顶的振动情况,并对比了地震波正交作用下结构的位移响应峰值与地震波单独作用下的位移响应峰值,对钢箱拱桥的抗震设计有一定参考意义。     

500 kV输电塔线体系强风荷载倒塌分析

高压输电线路在强风荷载作用下的倒塔情况是影响输电线路安全运行的重要因素之一,选用Tian-Ma-Qu作为输电塔的角钢本构模型,利用脉动风脉动风中一维单变量下的随机平稳高斯过程,求解多变量的高斯随机过程,并拟合风速时程。建立三塔四线体系,将不同风攻角和不同风速下的风时程荷载输入。结果表明:0°风攻角下,前两个塔架(Z1、Z2)倒塌,风速为50 m/s;45°和90°风攻角下,中间塔架(Z2)塔倒塌,风速分别为38,34 m/s;随着风向角的由小变大,导致输电塔线体系破坏的风速逐渐变小;不同的风攻角会导致不同的输电塔倒塌。     

广东省500kV惠汕线复合绝缘子事故和试验分析

通过两次500kV复合绝缘子脆断事故分析,进一步对大批量的产品进行各种试验,判断出该批绝缘子存在严重的质量问题。并对试验方法和产品标准问题提出几点建议。     

10kV线路使用复合横担后台区雷电侵入波治理措施研究

10kV配网线路由于绝缘水平低,不仅受到直击雷威胁,更容易在感应雷作用下发生绝缘击穿。对于采用复合横担对10kV线路进行防雷改造后产生的台区雷电侵入波过电压防护问题,基于电磁暂态分析软件ATP-EMTP建立了普通10kV线路、全线复合横担改造后的10kV线路及保留最后4基杆塔不进行改造的10kV线路进行分析。对上述三种模型下台区变压器高压端耐受电压和台区避雷器吸收能量情况进行了对比,提出了防治雷电侵入波的措施。     

高压输电线路复合横担受力性能研究

针对500 kV线路和220 kV线路采用玻璃纤维增强复合材料制造的复合横担开展受力性能研究,进行不同荷载工况下两类复合横担的静力试验和数值分析,考察承载和变形性能,分析极限承载能力。研究结果表明:各试验工况下复合横担整体稳定,连接可靠;各应变或位移测点的有限元曲线与试验曲线比较吻合且基本呈线性关系;各测点的残余应变或位移在卸载后均较小;两类复合横担整体均处于弹性工作阶段且均具有一定安全储备,500 kV线路和220 kV线路复合横担的极限承载为各自最不利工况下设计荷载的2. 9倍和1. 7倍。     

弹性层状体系的动力响应分析

本文首先将半无限弹性层状体系在空间上离散化,划分为若干个有限单元和无限单元的耦合,并推导了无限元的计算公式;进而又将动力问题在时间上加以离散,提出了逐步求解弹性系统运动方程的算法;最后利用编制的程序对半波正弦荷载作用下层状体系的动力响应进行了计算和分析.结果表明,文中所提出的方法计算精度高,稳定性好,运行速度快,是一种有效的计算弹性层状体系动力响应分析的实用方法.     

1000kV单回路紧凑型输电铁塔优化设计

为了在有限的通道内保证一定的输送容量,以解决用电量的增加与城市及周边线路走廊日益拥挤的问题,需要大力开展特高压紧凑型杆塔结构型式的研究和优化。本文采用动态规划法和应力准则法相结合的方法,以塔头横担尺寸、铁塔口宽及塔身坡度、瓶口处隔面构造方式为设计变量,以截面面积为优化目标,以结构重量、铁塔位移和基础作用力等为约束条件,对1000kV紧凑型杆塔结构进行优化,优化结果表明该方法在多方案优化设计中,能够得到合理的结构承载能力,大大减少了塔架重量,降低了工程成本。     

车辆横移过程中高层立体停车结构动力响应分析

采用大型通用有限元软件ANSYS中的APDL语言编程建立了高层立体停车结构的多尺度三维有限元模型,利用生死单元技术实现了移动质量沿梁匀速移动以模拟车辆沿梁的水平横移过程;对横梁动力特性进行了详细分析,得到了正常运行状态下横梁的动力响应放大系数,并进一步考察了移动质量与横梁间相互作用刚度、移动质量及移动速度等参数变化对横梁动态响应的影响规律,最后探讨了车辆横移情况下整体结构动力响应特性。结果表明:车辆横移过程引起的结构整体振动响应很小,可忽略不计;横梁的动力放大系数在1.4～1.7之间,应重点关注。     

液化土层中单桩地震动力响应分析

地震作用时,地基土液化前后的本构模型是不同的,考虑桩土共同作用的非线性关系,利用FLAC3 D有限差分软件研究液化土层中地震荷载的大小、持续时间对单桩动力响应的影响。结果表明:地震的持续时间和强度均对砂土层的反应情况有较大影响,在持续时间相同、强度不同的地震作用下,地震强度越大,砂土层液化的范围也越大;在持续时间不同、强度相同的地震作用下,地震持续时间越长,土层发生液化的可能性越大;由于桩土动力相互作用,砂土层的液化对桩身的侧向位移影响很大,不仅影响侧向位移的大小,还影响侧移的方向。     

江阴500kV输电塔动力性能测试

本文描述了在江阴进行的500kV钢结构输电塔地脉动实测的整个过程，通过在频域范围内识别结构的振动特性，包括前三阶频率、振型和阻尼比，得到一些结论。     

单层网壳动力特性和地震响应分析

结合工程实例,利用有限元软件SAP2000建模进行模态分析和时程分析,以研究其动力特性和地震作用下的响应。本文给出该网壳结构的前10阶自振频率和振型,给出位移响应谱。分析结果表明,网壳结构的高阶振型复杂,自振频率偏向密集,水平地震响应占主要成分,明显大于竖向地震响应。网壳低阶振型基本为水平振型,一般第一振型为水平振型。     

顶模大平台体系顶升动力响应分析

为了揭示超高层建筑施工顶模大平台体系整体顶升时的动力响应特征,基于LS-DYNA程序,提出了“升温顶升”的模拟方法,构建了系统的显式动力计算模型,实现了系统顶升过程的动力分析。通过对实际工况的反演模拟明确了该体系顶升过程中的动力响应,并根据计算结果提出了系统主要结构的优化设计措施。进一步研究了0.005～0.1 m·s^-2不同顶升加速度工况下系统关键构件及支座的动力响应特征,明确了不同顶升加速度下系统关键构件内力及支座反力的动力影响系数,据此确定了顶升加速度安全控制阈值。最后得到了基于顶升加速度的动力影响系数计算式,可为采用该结构体系的顶升模架系统设计提供参考。