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220KV猫头型输电铁塔动力特性及极限承载力分析

陈祺  
【摘要】: 输电铁塔作为电力输送的支柱,大约占线路总投资的40%左右。随着电力建设的不断发展,输电塔的高度越来越高,档距越来越大。铁塔在风荷载作用下所引起的输电铁塔振动失稳,是倒塔事故的重要原因。因此,对输电塔结构进行动力特性分析及极限承载力研究具有重要的理论意义和工程价值。 本文使用大型通用有限元分析软件ANSYS建立220KV猫头型铁塔空间桁梁混合有限元模型,利用模态分析研究输电塔结构的动力特性,计算出结构第1自振周期及其振型,并与已有周期估算公式进行比较,提出较为精确的输电塔结构第1自振周期近似计算公式。 目前对输电塔结构的力学分析大都是在线弹性及小变形范围内进行,而对结构在弹塑性及大变形状态下的研究很少。输电塔结构在使用过程中,有时会遇到超出设计荷载的情况,且大多数塔架已服役多年,结构自身存在着各种损伤缺陷,使得在用塔架大多是在弹塑性及大变形状态下工作,因此有必要对塔架在弹塑性及大变形状态下的性能进行分析。 本文在几何非线性和材料非线性状态下,对220KV猫头型塔架结构的力学行为进行有限元分析。通过考虑结构几何非线性来研究结构大变形对结构力学性能的影响;通过考虑材料非线性来研究结构在弹塑性阶段的力学性能。对线性、非线性两种分析方法所得的结果进行了对比,得出一些有益的结论。


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