新型玻璃钢抢修杆塔整体极限承载力研究

论文摘要

输电线路受大自然的影响最为严重,在当今经济飞速发展的年代,若一旦发生倒塔事故,将给电力系统的安全稳定运行和电力供应带来了严重影响和威胁,造成严重的经济损失。一种用新型玻璃钢材料制作的轻便多用途的抢修杆塔,运输组立方便,能够有效地提高抢修速度,还能充分发挥多用途的投资效益,这是当前线路抢修过程中迫切需求的。因此,对玻璃钢材料的力学性能和抢修杆塔整体极限承载力研究具有重要的理论意义和工程价值。本文总结现有试验资料,对玻璃钢材料进行了系统的力学性能研究,由于是应用在杆系结构中,研究抢修杆塔构件稳定性能是非常重要的,通过等边玻璃钢角材力学性能试验,应用现有钢结构理论,并考虑对于玻璃钢材料与钢材之间的区别,给予修正某些参数,绘出等边玻璃钢角材构件的λ—φ曲线图。对玻璃钢材料处于弹性阶段较好试验数据进行回归分析,得到玻璃钢材料的弹性模量E。同时参考原有的研究资料,并结合本次试验资料,粗略的绘出玻璃钢材料的应力.应变关系曲线,给研究由玻璃钢材料所组成的结构提供一定的基础,为今后结构设计提供基本参考数据。本文应用有限元方法来分析研究抢修杆塔结构的整体极限承载力问题。采用结构分析软件SAP2000对220kV新型玻璃钢抢修杆塔建立空间模型。通过考虑结构几何非线性来研究结构的大变形对结构力学性能的影响,并考虑材料的线性来研究抢修杆塔结构的力学性能,得到抢修杆塔结构在横向载荷作用下的应力、位移等相关数据。本文总结了已有研究和设计资料,对抢修杆塔结构理论进行了全面分析,并系统地研究抢修杆塔结构的受力性能。参照已有拉线混凝土电杆结构设计理论,对抢修杆塔结构进行简化计算,提出应用于抢修杆塔结构的简化计算方法,并通过与有限元计算结果相对比,检验简化计算的合理性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.3 工程背景概况
• 1.4 本文研究工作
• 2 玻璃钢材料力学性能研究
• 2.1 概述
• 2.2 试验概况
• 2.2.1 试验目的
• 2.2.2 试验方案
• 2.3 试验过程描述
• 2.4 弹性阶段的解
• 2.5 玻璃钢材料弹性模量E回归分析
• 2.6 等边玻璃钢角材构件稳定系数φ确定
• 2.6.1 确定构件稳定系数φ的理论
• 2.6.2 等边玻璃钢角材构件稳定系数φ分析
• 2.7 本章小结
• 3 非线性有限元理论及有限元模型的建立
• 3.1 引言
• 3.2 几何非线性有限元法基本理论
• 3.2.1 总体拉格朗日列式法
• 3.2.2 更新的拉格朗日列式法（U. L）
• 3.3 非线性有限元方程的解法
• 3.3.1 直接求解法
• 3.3.2 增量法
• 3.3.3 迭代法
• 3.3.4 弧长法
• 3.3.5 收敛准则
• 3.4 材料线性有限元法基本理论
• 3.5 玻璃钢材料本构关系建立
• 3.6 有限元模型的建立
• 3.6.1 通用有限元程序SAP2000简介
• 3.6.2 计算模型
• 3.6.3 非线性求解设置
• 3.7 本章小结
• 4 新型玻璃钢抢修杆塔结构整体极限承载力分析
• 4.1 荷载计算
• 4.2 理论计算
• 4.2.1 抢修杆塔理论计算分析
• 4.2.2 抢修杆塔理论简化计算
• 4.2.3 抢修杆塔塔身构件验算
• 4.3 加载方法
• 4.4 0度大风荷载整体极限承载力分析
• 4.5 45度大风荷载整体极限承载力分析
• 4.6 90度大风荷载整体极限承载力分析
• 4.7 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 进一步工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历及在读期间发表的学术论文与研究成果