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摘 要：隨著我國電力的不斷發(fā)展，輸電線路作為電力的動脈，它的穩(wěn)定安全的運行關(guān)乎著我國國民經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。而輸電線塔的塔架作為支撐著輸電線路的空間的結(jié)構(gòu)，它的安全可靠的運行，是輸電線路穩(wěn)定運行的重要保證。但是由于近些年來自然環(huán)境在不斷地惡化，也從而出現(xiàn)了極端的天氣，輸電線塔的塔架在這種極端天氣下很容易出現(xiàn)倒塔的情況，所以，研究輸電線塔在復雜的情況下的靜力學和動力學特性對于提高輸電線路的安全有著很大的工程價值。 本篇論文使用有限元軟件ansys15.0，根據(jù)設(shè)計參考的資料，進行輸電線塔塔架模型的建立，并且提出了輸電線塔塔架在風載荷、覆冰載荷以及基礎(chǔ)沉降等工況下的研究處理方法。 以鼓式輸電線塔為例子，根據(jù)設(shè)計規(guī)程，通過分析和計算得出了輸電線塔的塔架在受到風載荷、覆冰載荷以及自重的條件下的變形云圖、等效應力分布云圖以及軸向力分布圖，從而分析輸電線塔的實際受力情況，并且驗算了結(jié)構(gòu)部件的穩(wěn)定性以及桿件的安全系數(shù)。 研究了鼓式輸電線塔塔架的動力特性，并進行了模態(tài)分析，得到了圓管截面鋼和角鋼輸電線塔的前六階的自振頻率以及振型，通過研究分析得出塔腿和塔身部分很容易過早的出現(xiàn)局部的模態(tài)，并且在第六階時，塔腿的中下部分受到了最大的變形位移。 最后討論了圓截面鋼在受到相同載荷的情況下較角鋼省料的情況，從而完成了輸電線塔的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。 關(guān)鍵詞：輸電線塔塔架；靜力特性；動力特性；結(jié)構(gòu)優(yōu)化
目 錄 摘 要 ABSTRACT 第一章 緒論-1 1.1研究背景-1 1.2輸電線塔體系國內(nèi)外研究現(xiàn)狀-1 1.3本文研究的主要內(nèi)容-2 第二章 輸電線塔的有限元建模及分析-3 2.1輸電塔的概況-3 2.2有限元分析基礎(chǔ)理論-5 2.2.1有限元理論概述-5 2.2.2有限元建模的基本要求-6 2.3輸電線塔體系有限元模型的建立-6 2.3.1單元的選取-6 2.3.2輸電線塔模型的建立-7 2.4輸電線塔體系所承受的載荷-13 2.4.1風載荷-14 2.4.2覆冰載荷-14 2.4.3基礎(chǔ)沉降-14 2.5本章小結(jié)-14 第三章 輸電線塔靜力特性的分析-16 3.1風載荷作用下輸電線塔的靜力分析-16 3.1.1輸電線塔風載荷的計算-16 3.2覆冰載荷作用下的輸電線塔塔架的靜力分析-20 3.2.1輸電線塔覆冰載荷的計算-21 3.3輸電線塔塔架在風載荷覆冰載荷作用下的靜力分析-21 3.3.1圓截面鋼輸電線塔0°風向（最大迎風面）-22 3.3.2 圓截面鋼輸電線塔90°風向（最小迎風面）-24 3.3.3角鋼輸電線塔塔架0°風向（最大迎風面）-26 3.3.4角鋼塔架90°風向（最小迎風面）-28 3.4結(jié)構(gòu)部件的穩(wěn)定性計算：-30 3.5本章小結(jié)-32 第四章 輸電線塔的動力特性分析-34 4.1模態(tài)分析理論-34 4.2輸電線塔的模態(tài)分析-34 4.2.1輸電線塔的自振頻率-34 4.2.2輸電線塔的振型-35 4.3省料分析-40 4.4本章小結(jié)-41 第五章 結(jié)論與展望-42 5.1結(jié)論-42 5.2展望-42 致 謝-43 參考文獻-44 |
