考虑结构变化的架空地线雷击机械损伤建模与分析

针对铝包钢地线遭受雷击后发生损伤乃至断股、断线的机理，国内外已开展多项针对雷击造成地线热烧蚀损伤的研究，但地线的损伤是热烧蚀损伤和机械损伤共同作用的结果，因此有必要对地线在雷击过程中的机械损伤进行分析。首先根据实际雷击地线的物理过程，利用COMSOL软件搭建一个考虑结构动态演变的地线机械损伤评估模型，该模型可以实现地线在雷击过程中存在的结构演变的模拟；接着利用试验数据验证该模型的准确性；最后使用该模型，对地线在各种参数的脉冲分量、持续分量作用下的机械损伤进行计算并评估其损伤结果，确定机械力对地线雷击损伤的影响。研究结果表明：相比于脉冲分量作用阶段，在持续分量作用下，机械力会对地线造成更加明显的损伤；雷击过程中冲击力和电磁力不会对地线造成损伤，但是热应力和轴向拉力的存在会明显加剧地线的损伤，因此在进行地线在雷击作用下的损伤分析时，机械力的作用不可忽略。