Q420双角钢十字组合截面压杆承载力试验

通过Q420双角钢十字组合截面压杆试验,研究长细比为40,50,60的Q420双角钢十字组合截面压杆构件稳定承载力以及一字型填板、十字分离式填板和十字焊接式填板3种不同填板形式对承载力的影响。结果表明：现行规范对小长细比下受截面悬伸板件宽厚比影响的双角钢十字组合截面压杆的承载力计算显得保守,影响了材料性能的发挥;在构件长度较大时,为保证双角钢形成组合截面,设置填板是必要的,并且在3种填板形式中十字焊接式填板构件的承载力最大。 Q420钢;角钢;十字组合截面;承载力;填板     

输电线路十字组合角钢主材拼接性能分析

输电线路中,十字组合角钢塔主材的传统单角钢拼接方式存在内外角钢受力不均匀,导致实际承载力与理论设计值偏差较大等缺陷,为此提出采用双角钢拼接方式来改善十字组合角钢塔的受力性能。就十字组合角钢主材的2种拼接方式进行受力分析,通过有限元仿真分析,比较2种不同拼接方式主材构件位移的协调性、受力的均匀性、主材最大应力控制截面的应力状态。经计算分析指出双角钢拼接方式位移协调性好,受力性能优于单角钢拼接方式,非等高接腿表现尤为明显,其最大应力控制截面上2种拼接方式主材的最大应力分别相差4.7%和13.7%。     

输电线路十字组合角钢主材拼接性能分析

输电线路中,十字组合角钢塔主材的传统单角钢拼接方式存在内外角钢受力不均匀,导致实际承载力与理论设计值偏差较大等缺陷,为此提出采用双角钢拼接方式来改善十字组合角钢塔的受力性能。就十字组合角钢主材的2种拼接方式进行受力分析,通过有限元仿真分析,比较2种不同拼接方式主材构件位移的协调性、受力的均匀性、主材最大应力控制截面的应力状态。经计算分析指出双角钢拼接方式位移协调性好,受力性能优于单角钢拼接方式,非等高接腿表现尤为明显,其最大应力控制截面上2种拼接方式主材的最大应力分别相差4.7%和13.7%。     

输电塔新型与传统四组合角钢轴压构件有限元对比分析

随着我国输电线路电压等级的提高和杆塔荷载的加大,单角钢已不能满足荷载要求,在大载荷下一般宜采用四角钢组合十字形杆件,其规格统一,焊接量小,运输和施工都较为方便。但组合角钢填板数量多是铁塔较重、焊接量大、加工和施工不便的主要原因。为更好利用组合角钢承载能力强,山区运输便利的优势,同时克服组合角钢填板多带来的弊端,首次提出取消填板的新型四角钢组合十字形截面构件。规范给定有填板四组合角钢的设计方法,但对于首次提出的无填板新型四组合角钢没有明确的规定和设计指导。本篇文章通过数值模拟方法分别对有填板和无填板四角钢组合十字形截面受压构件进行参数化分析,对比其性能和受力特点,对新型四组合角钢轴压构件稳定性进行评价。     

Q420十字组合截面角钢轴压稳定性能试验研究

该文开展了Q 420十字组合截面角钢轴压试验研究组合角钢的稳定承载力性能.试验角钢规格分别为:L125×8、L140×12和L160×10,长细比为30～60,采用焊接十字填板.试验结果表明,组合角钢试件发生整体弯曲并伴随明显的局部屈曲变形,分肢角钢受力不均匀,分肢角钢应力比范围为1.04～1.31.然后,建立组合角钢的简化数值分析模型,模拟试件的轴压受力特性,并将模拟结果与试验结果进行对比.最后,基于研究结果提出采用修正长细比计算组合角钢稳定承载力,根据修正长细比的计算承载力与试验结果吻合较好,建议在实际工程中推广使用.     

某±500 kV直流双肢组合角钢铁塔的试验及设计研究

随着电网的建设发展,双组合角钢构件在铁塔设计中已广泛使用。本文基于某输电塔二次真型试验,分析试验数据,对双组合角钢的双肢受力不均匀性、次弯矩影响、填板数量及长细比限值等方面作了深入的分析研究,得出了双组合角钢铁塔设计中的一些建议。     

±800kV同塔双回输电线路十字组合角钢塔承载力真型试验

SJ30102十字组合角钢塔是我国第1基±800kV直流特高压双回路真型试验塔,塔总高75.5 m,塔重176.8 t。SJ30102试验塔顺利通过了大风、安装、覆冰、断线等7个工况的荷载试验,45°大风超载工况下,加载至设计荷载的134%时,十字组合角钢受压失稳破坏。试验结果表明:主材轴力计算值与试验结果相吻合,计算模型合理;考虑填板布置形式的十字组合角钢稳定承载力计算值与稳定应力实测值吻合较好,计算方法合理准确,DL/T 5154—2012关于十字组合角钢稳定计算方法过于保守;一字型填板布置形式,能够减轻塔重约3%,填板及螺栓计算方法安全可靠;十字组合角钢主材与斜材的新型连接形式,能够提高2个分肢角钢的协同工作性能,受力均匀性较好。     

高强双角钢十字截面构件承载力折减系数

双角钢十字截面构件承载力设计值与真型塔试验不符,目前对此问题的研究多集中于对现象的描述,不够深入。同时,现广泛使用的计算模型可推导出自相矛盾的结论,这给构件设计带来很大困惑。为研究承载力差异的产生原因,对常用规格双节间双角钢构件进行构件试验。通过对试验结果的分析,建立考虑弯曲、翘曲、扭转等因素的理论计算模型,并用能量原理和里茨法得到构件在两种典型屈曲模式下的柱子曲线。结果表明,考虑整体和局部稳定的计算模型能较好地与试验结果吻合;两种屈曲模式下双角钢构件承载力的差异可达10%以上。以此为基础分析现有设计方法的不足,给出考虑不同角钢宽厚比的建议承载力计算公式。建议公式为试验值的下限,可为此类构件计算提供参考。     

±800 kV同塔双回输电线路十字组合角钢塔承载力真型试验

SJ30102十字组合角钢塔是我国第1基±800 kV直流特高压双回路真型试验塔,塔总高75.5 m,塔重176.8 t。SJ30102试验塔顺利通过了大风、安装、覆冰、断线等7个工况的荷载试验,45°大风超载工况下,加载至设计荷载的134%时,十字组合角钢受压失稳破坏。试验结果表明：主材轴力计算值与试验结果相吻合,计算模型合理;考虑填板布置形式的十字组合角钢稳定承载力计算值与稳定应力实测值吻合较好,计算方法合理准确,DL/T 5154—2012关于十字组合角钢稳定计算方法过于保守;一字型填板布置形式,能够减轻塔重约3%,填板及螺栓计算方法安全可靠;十字组合角钢主材与斜材的新型连接形式,能够提高2个分肢角钢的协同工作性能,受力均匀性较好。     

轴心受压承载力试验构件计算长度修正方法

对L100×7、L110×7两种截面规格的角钢构件进行了轴心受压承载力试验,提出了一种剔除非理想铰接支座的影响,获得试验构件真实计算长度的方法。采用有限元对该方法进行了验证。最后采用现行规范方法计算得到了构件的轴压承载力值,并与试验值进行了比较分析。结果显示,采用真实计算长度得到的单角钢轴心受压承载力相比采用名义计算长度提高了近30%,与试验值相差约10%~12%,与真型塔试验结果非常吻合,该方法可以用于轴心受压试验构件的计算长度修正。     

输电铁塔十字组合角钢构件换算长细比推导

以输电铁塔十字组合角钢构件为研究对象,在轴心受压构件弹性弯曲屈曲理论基础上,提出了考虑剪力影响的压杆临界力的换算长细比。采用填板通过螺栓连接的十字组合角钢分别简化为刚接和铰接模型,根据分肢的变形,推导出2种计算模型绕虚轴的换算长细比。根据输电铁塔中十字组合角钢的实际布置和构造形式,推导了十字组合绕虚轴换算长细比计算公式。采用有限元方法,对十字组合角钢分肢间隙对屈曲承载力的影响进行了分析,提出了十字组合角钢绕虚轴换算长细比计算公式。     

沿钢板表面敷设电缆电动力的计算

研究了沿钢板表面敷设的电力电缆的电动力的计算问题。通过详细分析钢板对电缆周围空间磁场的作用,阐明了计算在这种情况下敷设的电缆电动力的一般方法。获得了无限长、圆形横截面的电缆的电动力的单重级数式解析解。讨论了电缆距离钢板的高度等参数对电动力的影响。利用该解析计算公式,计算了一直流供电系统中当某处发生短路故障时的每根电缆的电动力,为电缆束的固定提供了理论依据。并且从更易于电缆束固定的角度出发,对原来的电缆布置方案作了适当的调整,为优化电缆的敷设方案提供了参考依据。     

基于电磁-热耦合模型的架空导线温度分布和径向温差的计算与实验验证

为了得到架空导线的径向温度场分布,以LGJ240/30 mm²导线为例,建立了架空线径向截面电磁-温度耦合场控制方程,采用有限元分析软件,对导线截面电磁场分布以及温度分布进行迭代计算。基于计算结果,探究了电流密度分布以及径向温度分布的规律和成因。通过设计并搭建室内大电流实验平台,对仿真计算结果进行了验证。在自然对流情况下,导线钢芯温度、铝层温度以及铝层表面温度平均误差仅为1.72%。结合IEEE Std 738-2012自然对流下径向温差经验公式,比较了所建模型的准确度。对比结果表明:计算导线径向温差时,考虑集肤效应的热源分布以及空气间隙的热传导作用,计算结果误差较小。     

Distribution of residual magnetic induction along a solid circular core magnetized in longitudinal constant homogeneous magnetic field

An amalysis of the data obtained experimentally and by numerical computation on the distribution of residual magnetic induction averaged in a cross section along the longitudinal axis of a solid circular core magnetized by a constant homogeneous magnetic field is given. A new calculation formula that takesinto account the dependence of the magnetic material characteristics on the value of the magnetizing field is proposed. The calculation and experimental data are compared for cores with various geometries and magnetic material characteristics. The area of applications for the formula is shown.     

基于曲梁理论的弧形钢闸门纵向主梁正应力计算

弧形钢闸门纵向主梁实为曲梁,其截面正应力仍沿用直梁理论进行计算。本文从曲梁挠曲线微分方程出发提出了一种基于曲梁理论的计算方法。通过对应力计算中结构特征系数公式的推导,提出了弧门箱形截面纵向主梁偏心距e的计算方法,分析了曲率对曲梁截面弯曲正应力分布的影响,并对曲梁理论和直梁理论计算结果进行详尽的误差分析。分别运用曲梁理论及直梁理论对工程实例进行计算,直梁理论相对有限元方法计算结果的误差达到14.23%,而曲梁理论相对有限元方法计算结果的误差仅为2.23%,可见基于曲梁理论的计算精度显著优于直梁理论,采用基于曲梁理论的计算方法更加安全可靠。本文方法可为相关工程设计提供参考和理论依据。     

汽轮发电机转子铁心表面电磁力分布的实例研究

该文为配合某大型汽轮发电机转子裂纹原因分析，对其额定运行工况时电磁力在转子铁心表面的分布状况进行了全面研究。首先通过有限元计算得到转子横截面上磁场的精确分布，进而基于麦克斯韦应力方法，采用考虑饱和等多种因素影响的一个新的公式，获得了空气／铁心界面上的磁应力分布。该文揭示了磁场力在转子截面上严重的非均匀分布状况，指出大齿后侧第一、二齿是磁场力高度集中的部位，其齿侧面所受磁应力达到平均值的2．5倍。该文的研究结果有助于更全面地分析转子体裂纹故障的产生原因，并可能为进一步改进转子体的结构提供参考。     

向心式变截面脉冲涡轮变工况计算方法

介绍了变截面无叶蜗壳脉冲涡轮的变工况计算方法。利用Ｚ６１１０型柴油机与变截面涡轮匹配的试验数据,对涡轮进行了热力计算,计算结果与实测值符合较好。     

基于矩量法的超临界锅炉水冷壁温度场数值计算

超临界、超超临界锅炉水冷壁尤其是燃烧器区水冷壁温度场计算对锅炉的安全运行具有重要意义。该文建立了燃烧器区螺旋管圈水冷壁及鳍片截面的二维稳态导热方程,推导了基于矩量法的有限元数值计算公式,采用双线性四边形单元对截面进行剖分。用分区段热力计算方法确定水冷壁各区段热负荷。依据机组实测的水冷壁入口和出口工质温度和压力,通过计算热负荷引起的焓增确定各校核截面的工质温度和压力。从而确定管内的对流换热系数。计算了不同启动方式下水冷壁管壁内侧温度及其变化率,为指导锅炉的安全稳定运行和锅炉管壁选材提供了依据。