基于ANSYS模型大跨越输电塔钢管-板节点焊接残余应力分析

钢管-板节点连接是大跨越输电钢管塔常用的连接方式,焊接残余应力是影响节点受力的主要因素。基于ANSYS的焊接模拟方法,采用生死单元技术,对节点的温度场和应力场进行数值模拟,分析了钢管-板连接节点的焊接残余应力对极限承载力的影响。结果显示,焊接残余应力在焊缝区及其附近最大,是导致焊缝断裂的主要原因。     

输电塔大直径钢管与内外圈螺孔法兰焊接变形控制技术

220 kV舟山与大陆联网工程2基370 m高塔采用自制大直径钢管与内外圈螺孔法兰T型焊接结构,法兰最大直径2.33 m,钢管最大直径2 m,常规的钢管与法兰焊接制作方法无法保证法兰的焊接变形精度的要求。针对高塔结构特点,采用细丝混合气体保护自动焊接新工艺,包括设置合理的坡口角度、制定焊接顺序、预防变形措施等,进行焊接大直径钢管与内外圈螺孔法兰,可为相关工程设计提供参考。     

多点Kaimal谱激励输电塔脉动风荷数值模拟

以随机振动理论及实测风速数据为基础,应用Kaimal谱模拟风速湍流,通过傅立叶频谱变换得到各点风速功率谱曲线,并应用ANSYS实现脉动风的数值模拟。在ANSYS中对输电塔结构进行结构动力特性分析,得到输电塔各节点风振位移及加速度时程曲线等数值模拟结果,数值模拟结果与现场实测结果接近。     

特高压输电塔龙卷风荷载特性的数值模拟

采用计算流体动力学（computational fluid dynamics,CFD）数值模拟方法研究了龙卷风作用下特高压输电塔的风荷载特性。通过建立龙卷风风场的CFD数值模型,验证了龙卷风风场结构的合理性。进一步建立特高压输电塔的精细化数值模型,重点分析了风场中不同位置和不同风向角下输电塔各塔段的体型系数。研究结果表明：输电塔上部第1～4塔段在距离龙卷风风场中心1.5D(D为核心半径)处所受风荷载最大,下部第5～9塔段在距离龙卷风风场中心1.0D处所受风荷载最大;输电塔整体在距离龙卷风风场中心1.0D处所受风荷载最大。随着与龙卷风中心距离的增大,输电塔整塔横向风载系数最不利风向角从60°增大至90°,纵向风载体型系数最不利风向角在0°～30°范围内变化。在距离风场中心1.0D和1.5D处,输电塔整塔风载体型系数模拟值要大于规范值。     

输电塔线耦联体系风洞试验及数值模拟研究

为研究输电线路的风振响应,以某500 kV送电线路为工程背景,设计了三塔两线完全气弹模型并进行了风洞试验。利用有限元分析软件ABAQUS建立了三塔两线模型,计算了该线路在随机风场中的动力响应,探讨了塔线体系耦联振动特性。研究结果表明：输电线的存在增加了塔线体系的背景响应,增大了塔线体系的阻尼,降低了共振响应;挂线后塔线的耦联作用对输电塔加速度和位移造成了不同的影响。高风速下输电塔响应和输电线响应的功率谱密度会出现能量交叉,塔线之间的耦合作用大大加强,这极有可能导致塔线的耦联共振作用。因而进行输电杆塔设计时,需考虑塔线之间的耦联振动对输电塔响应所带来的不利影响。     

下击暴流风雨共同作用下输电塔荷载特性的数值模拟

为了进行下击暴流风雨共同作用下输电塔的响应特征和失效模式分析,采用CFD（计算流体动力学）数值模拟方法研究了下击暴流风电场中输电塔的风雨荷载分布特性。基于SST（剪切应力输运）k-ω湍流模型模拟下击暴流三维风电场特性,通过与现有数值模拟和实测结果进行对比,验证了下击暴流风电场模拟结果的合理性。以某钢管输电塔为例,在下击暴流风电场中建立输电塔精细化数值模型,选择合适的风驱雨参数,模拟获得输电塔风雨荷载分布特性。研究结果表明：下击暴流风电场中,水平风速随高度增加呈现先增大后减小的趋势,于10～30 m高度处达到最大,而后逐渐减小。输电塔体型系数随来流风向变化,雨荷载在高度较低的近地面处达到最大。     

浅谈输变电钢管结构的连接方法

钢管结构已广泛应用在大跨越输电杆塔和超高压变电构架中 ,而连接设计一直是钢管结构的难题。文章以大量的设计实践经验 ,阐述了多种各具特点的钢管结构的连接形式及其适用性。     

超高输电塔基础关键节点受力分析

结合某超高输电塔的工程实践,从设计角度出发,采用非线性有限元方法分析了特大荷载作用下输电塔基础关键节点的受力特征及混凝土裂缝开展规律,根据计算结果对高塔基础设计方案进行了优化.采用的方法和所得结论可为类似工程提供参考.     

500kV汉江大跨越塔钢管节点试验

以国家电网公司应用Q420 高强钢首批输电线路试点工程为依托,验证杆塔采用Q420 高强钢管的适应性和安全性。针对500 kV汉江大跨越直线塔主材采用Q420 钢管,进行了3种K形节点6 个试件的试验研究。对钢管节点受荷后的截面应力分布、主管侧向位移以及极限状态受力特征等进行了分析,通过试验为杆塔设计和输电线路安全运行提供了可靠的依据。试验证明,节点域加劲板的设置以及主管与支管间的夹角对节点的应力分布有重大影响。     

大跨越钢管塔采用复合构件时的节点试验研究

以规划中的世界第1 高塔-- 舟山大跨越输电塔为背景, 对采用钢管混凝土复合构件时的节点进行试验研究, 通过有限元计算与试验结果的比较, 表明该结构具有优良的承载能力。     

钢管塔新型十字插板节点板的有限元分析

阐述了钢管塔中新型十字插板节点的力学原理,应用有限元软件ANSYS对某工程的新型十字插板节点进行了非线性数值分析,结果表明,新型十字节点板按传统的节点板设计是偏于不安全,建议在原来的设计方案上适当增加节点板的厚度,修改后的设计方案是安全合理的。     

500 kV钢管塔制造及质量检验要求

华东电网500 kV滁马线马鞍山大跨越塔高257 m,是目前国内在建的最高的钢管塔.从钢管塔结构的材料供应、加工制作、附腐处理、试组装及包装、选用标准等各个方面详细介绍了该钢管塔加工制造及质量检验的技术要点,供输电线路大跨越钢管塔结构设计、制造、施工、监理以及运行的同行参考.     

浅谈220kV 4回路钢管塔整体吊装技术

介绍了宁夏银川新城变出线220kV 4回路改造工程钢管塔整体起吊施工方法.     

复沙500kV输电线路Ⅱ回拉线门型塔屈曲分析

复沙Ⅱ回500kV输电线路ZH91拉线门型塔为新设计塔型,使用前未进行真型试验,运行中该塔失稳。应用有限单元法对该塔的不同荷载工况进行了屈曲分析。结果表明,在覆冰荷载和导线不平衡张力荷载下,该塔横担下边框主材屈服;事故后的真型试验验证了计算结果的正确性。最后对铁塔进行了改进验算,将横担下边框主材规格由80mm×6mm改为100mm×8mm时,铁塔强度满足设计要求。     

钢管组合大跨越输电塔导地线耦合效应研究

利用ANSYS软件建立了跨越珠江铁桩水道的220kV钢管组合大跨越输电塔线体系的空间数值分析模型。通过对实际工程进行环境振动测试,识别出输电塔耦合导地线的振动模态,验证了输电塔线体系有限元模型和理论计算的正确性。从动力特性和地震反应方面研究了单塔和塔线体系的动力特性和地震响应特点,分析得到关于输电塔导地线耦合效应的初步认识,进一步揭示了导地线对输电塔的耦合作用规律。研究表明,悬挂的导地线不仅具有质量效应,同时在线路的纵向和侧向还施加了一定的刚度效应。地震反应分析中可知导地线对输电塔具有一定的减震效应,并指出导地线的减震效应是否具有普遍性,还需要进一步研究。上述研究对类似输电塔的抗震、抗风设计有一定参考意义。     

电力铁塔用Q420高强钢焊接性试验探讨

由于Q420钢冶炼时加入V、Ti、Nb等强烈碳化物形成元素,对焊缝性能造成不良影响,使其焊接性能不够稳定。与Q345普通低合金钢相比,Q420低合金高强度钢焊接难度大,焊接技术要求高,应制定严格的焊接工艺施焊。通过采用焊接热影响区最高硬度试验及斜Y型坡口焊接裂纹试验,结果表明:Q420B钢焊前可不预热,焊后也不需采用任何热处理工艺。但结合Q420B钢材的韧脆转变温度,当环境温度低于0℃时,应进行焊前预热150℃,以避免产生冷裂纹。     

输电塔KN型相贯节点破坏模式及几何参数分析

运用ANSYS有限元分析软件,对KN型圆钢管相贯间隙节点的极限承载力进行分析,主要分析了节点的变形特征、应力强度分布、塑性区开展范围以及几何尺寸与屈服荷载之间的关系,获得节点极限承载力及其随节点主要几何参数（支管外径比卢、主管径厚比γ）的变化规律。节点的极限承载力随着卢值的增加而有不同程度的提高;节点的极限承载力随着主管径厚比γ值的增加而呈减小的趋势。     

基于ANSYS的输电塔动力性能研究

基于大型有限元分析软件ANSYS,以一实际工程中使用的220kV双回路转角塔为研究对象,根据其空间构造特点,建立其精确三维有限元模型。对其进行模态分析,并结合电力部门经验公式,验证所建模型的正确性。利用模态分析研究塔架结构的固有频率和振型等动力特性。研究成果为今后输电线路动力响应研究打下基础。     

输电线路铁塔辅助钢材布置方案优化

介绍了输电线路铁塔辅助钢材布置的方式以及辅助材计算所采用的计算方法．并且通过分析工程设计中的两个实例,对身部与腿部辅助材常用的布置方案与所推荐的方案进行比较,从而得出结论：所推荐的辅助材布置方案更能节省钢材用量,这些方案应在设计中广泛采用。     

湖南500kV输电线路覆冰倒塔原因分析

对湖南500kV复沙Ⅰ线倒塔段应用大型通用有限元程序ANSYS建立单元模型,计算出铁塔随导线覆冰厚度变化的极限承载力,分析了该事故段铁塔倒塌的原因.根据计算结果,对铁塔的2种局部加强方案进行核算,并提出改造建议.