大型吊装抱杆结构的动态设计及与仿真研究

论文摘要

电力工业是国家的支柱产业之一，也是国民经济的命脉，关系到国计民生。电力输送是电力工业中极其重要的环节，发展特高压电网是解决能源资源与生产力布局不均衡问题的有效措施。要在崇山峻岭之间及交通不便的地区兴建众多的输电线铁塔，要求进一步研制更多的在不同地形地貌进行施工组装这一类大型输电线铁塔的安装设备——抱杆。抱杆是一种起重类桅杆结构。抱杆的设计和建造要求具有很高的安全性能和使用性能。在正式投入使用之前，必须按照设计要求进行载荷设计，以考验桅杆设计的合理性和制造质量的可靠性，确保抱杆在使用过程中安全可靠。本文分析了不同金属抱杆的结构特点，给出了金属抱杆的受力特点及长细比选择、单抱杆中心受压的设计计算、抱杆风荷载计算及格构型抱杆选材的验算等设计计算方法。针对群峰机械有限公司研制开发的□900㎜×900㎜×40m内悬浮抱杆，利用ANSYS软件，采用计算机虚拟仿真的实验方法，建立了抱杆的有限元模型，模拟抱杆工作的实际工况，计算了在不同载荷作用下的变形和应力场，检验了其整体的强度和稳定性，验证了其设计计算结果，并预测了其实际工作的稳定性和可靠性。仿真实验表明：强度指标满足使用要求、稳定性指标满足使用要求。本文利用ANSYS及Midas/Civil软件建立了钢管抱杆的有限元模型，对钢管抱杆的结构设计进行了优化设计。介绍了内悬浮外拉线抱杆分解组立1000KV线路铁塔施工方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外特高压输电技术概况[1]
• 1.3 输电线路铁塔
• 1.3.1 输电线路铁塔的结构
• 1.3.2 输电线路铁塔的特点
• 1.4 常用的立塔方法[7]
• 1.4.1 整体立塔
• 1.4.2 分解组塔
• 1.5 抱杆的研究现状
• 第2章 金属抱杆设计
• 2.1 金属抱杆的类型
• 2.1.1 金属抱杆按照材料不同分类
• 2.1.2 金属抱杆按照组装的结构型式不同分类
• 2.1.3 金属抱杆按照断面形状不同分类
• 2.1.4 按照立塔方式及结构特点不同分类
• 2.2 金属抱杆的受力特点及长细比选择
• 2.3 单抱杆中心受压的设计计算
• 2.3.1 等截面抱杆的中心压力计算
• 2.3.2 变截面抱杆的中心压力计算
• 2.4 偏心压力和兼有横向弯矩抱杆的设计计算
• 2.4.1 等截面抱杆的偏心受压计算
• 2.4.2 变截面抱杆的偏心压力计算
• 2.5 抱杆风荷载计算
• 2.5.1 风振系数βz
• 2.5.2 顺向风荷载标准值
• 2.5.3 风载计算
• 2.6 格构型抱杆选材的验算
• 2.6.1 抱杆主材截面的选择
• 2.6.2 抱杆辅助条材的选择
• 第3章 内悬浮外拉线抱杆分解组立 1000KV 线路铁塔施工方案
• 3.1 塔型及组塔工艺流程
• 3.2 抱杆的组立、提升与拆除
• 3.2.1 用人字铝抱杆整体起立抱杆
• 3.2.2 用汽车起重机组立抱杆
• 3.2.3 用塔腿起立抱杆
• 3.2.4 注意事项
• 3.3 塔腿的组立
• 3.3.1 用主抱杆分片或分件组立塔腿[43]
• 3.3.2 用□400mm×15m 铝抱杆吊装塔腿
• 3.4 塔身及曲臂的组立
• 3.4.1 组立塔身
• 3.4.2 曲臂吊装
• 3.4.3 吊装的注意事项
• 3.5 横担的吊装
• 3.5.1 酒杯塔横担的吊装
• 3.5.2 猫头塔横担的吊装
• 3.5.3 干字塔横担的吊装
• 第4章 抱杆的有限元分析
• 4.1 有限元分析的基础理论知识
• 4.1.1 有限元法基础理论
• 4.1.2 ANSYS 软件基础
• 4.2 □900 ㎜×900 ㎜×40m 全钢内悬浮抱杆计算机仿真实验
• 4.2.1 内悬浮抱杆的仿真实验目的
• 4.2.2 内悬浮抱杆的主要技术参数
• 4.2.3 计算机仿真实验模型
• 4.2.4 仿真实验项目及步骤
• 4.2.5 仿真实验结果及分析
• 4.2.6 内悬浮抱杆仿真实验结论
• 4.3 特高压输电铁塔组装用钢管抱杆的最优设计[52]
• 4.3.1 技术参数
• 4.3.2 抱杆主材选择及截面形状优化
• 4.3.3 S600 抱杆的特点
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 致谢