本文關(guān)鍵詞：救災(zāi)用電纜快速架設(shè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析

  更多相關(guān)文章： 架空塔 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 有限元分析 地震時(shí)程分析 部件加工

【摘要】：輸電線路桿塔是輸電線路的主要支撐元件,是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。每年我國(guó)都有很多鐵塔遭受異常天氣和地震災(zāi)害甚至是地震引起的地表斷層等的侵害,造成輸電塔變形甚至折斷倒塔。研制一種災(zāi)害救援用電纜快速架設(shè)系統(tǒng),對(duì)于實(shí)現(xiàn)災(zāi)害發(fā)生后輸電線塔的快速架設(shè)、加快災(zāi)區(qū)電力系統(tǒng)的快速恢復(fù)具有重要意義。本文創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)出一種新型的電纜快速架設(shè)系統(tǒng),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、搬運(yùn)方便,能快速進(jìn)入災(zāi)后地區(qū),使輸電線桿塔能在4個(gè)小時(shí)之內(nèi)安裝完成。在對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,本文進(jìn)行了大風(fēng)工況和覆冰工況下的靜力分析、穩(wěn)定性分析以及抗震分析。首先,本文根據(jù)電纜快速架設(shè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求,采用虛擬樣機(jī)技術(shù)和機(jī)電液一體化技術(shù),建立了災(zāi)害救援用電纜快裝塔的三維虛擬樣機(jī)模型,完成了主體及關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),繪制了二維圖紙,完成了關(guān)鍵工藝的設(shè)計(jì),同時(shí)在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上闡述了相關(guān)結(jié)構(gòu)的功能作用,從而保證整體功能的實(shí)現(xiàn)。此外,本文還對(duì)電纜快速架設(shè)系統(tǒng)的起升安裝過程進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)闡述,給出了整個(gè)起升系統(tǒng)的動(dòng)力方案,使整個(gè)起升過程達(dá)到簡(jiǎn)單、省力、可靠。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后,本文給出了已經(jīng)加工成型的樣機(jī)相關(guān)部件。其次,本文對(duì)設(shè)計(jì)完成的輸電線架空塔進(jìn)行了有限元建模、不同工況下的靜力分析、整體穩(wěn)定性計(jì)算。架空塔的受力以風(fēng)荷載為主,本文以風(fēng)荷載作為外荷載對(duì)輸電桿塔的風(fēng)纜連接參數(shù)進(jìn)行了選擇優(yōu)化,同時(shí)對(duì)優(yōu)化后得模型在10級(jí)大風(fēng)工況和覆冰工況下進(jìn)行了靜力分析,模型滿足剛度和強(qiáng)度要求。運(yùn)用彈性支座連續(xù)梁法和初參數(shù)法,對(duì)實(shí)際模型進(jìn)行了大風(fēng)工況下的穩(wěn)定性力學(xué)計(jì)算。最后,本文對(duì)架空塔進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析。在對(duì)架空塔進(jìn)行模態(tài)分析之后,按照架空塔的抗震等級(jí)要求,本文進(jìn)行了架空塔在7級(jí)烈度下的地震時(shí)程分析,得到了整個(gè)地震動(dòng)過程節(jié)點(diǎn)的位移、加速度時(shí)程曲線。通過對(duì)加速度時(shí)域和頻域特性的比較和架空塔位移、振動(dòng)情況的分析,結(jié)合架空塔的各階振型的固有頻率與所施加地震波的頻譜特性,在考慮共振的情況下給出了相應(yīng)的抗震措施。綜上所述,本文系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)了一種新型的電纜快速安裝塔,對(duì)其進(jìn)行了靜力學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析,并按照加工圖紙對(duì)樣機(jī)的各部件進(jìn)行了加工。
【關(guān)鍵詞】：架空塔 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 有限元分析 地震時(shí)程分析 部件加工
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM75
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究的背景與意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外搶修塔的研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 ERS系統(tǒng)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 STS系統(tǒng)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述16
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 電纜快速架設(shè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18-40
• 2.1 總體設(shè)計(jì)指標(biāo)和機(jī)械結(jié)構(gòu)組成18-19
• 2.1.1 總體設(shè)計(jì)指標(biāo)18
• 2.1.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)組成18-19
• 2.2 電纜快速架設(shè)系統(tǒng)的起升安裝過程19-21
• 2.3 輔助起升塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21-26
• 2.3.1 起升塔標(biāo)準(zhǔn)節(jié)21-24
• 2.3.2 導(dǎo)向框結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24-25
• 2.3.3 鵝頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25-26
• 2.3.4 左右踏板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26
• 2.4 輸電線架空塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-29
• 2.4.1 架空塔標(biāo)準(zhǔn)節(jié)26
• 2.4.2 絕緣子標(biāo)準(zhǔn)節(jié)26-28
• 2.4.3 塔頂?shù)跫?/span>28-29
• 2.4.4 風(fēng)纜連接部件的設(shè)計(jì)29
• 2.5 輔助安裝部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29-33
• 2.5.1 安裝扶正框的結(jié)構(gòu)及作用30
• 2.5.2 抱桿30-33
• 2.6 底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33-35
• 2.6.1 底座結(jié)構(gòu)33-34
• 2.6.2 底座處地面的處理34-35
• 2.7 起升系統(tǒng)動(dòng)力方案35-36
• 2.8 電纜快速架設(shè)系統(tǒng)各部件的加工36-39
• 2.8.1 起升塔各部件36-37
• 2.8.2 架空塔各部件37-38
• 2.8.3 底座各部件38-39
• 2.9 本章小結(jié)39-40
• 第3章 架空塔的靜力學(xué)分析40-61
• 3.1 架空塔體系外荷載的計(jì)算40-42
• 3.1.1 架空塔體系荷載來源40
• 3.1.2 風(fēng)荷載40-42
• 3.1.3 覆冰荷載42
• 3.2 架空塔有限元模型的建立42-46
• 3.2.1 有限元模型的建立42-43
• 3.2.2 邊界約束的施加43-44
• 3.2.3 架空塔風(fēng)纜連接最佳位置的優(yōu)化44-46
• 3.3 架空塔不同工況下的靜力分析46-50
• 3.3.1 最大風(fēng)荷載下的靜力分析46-48
• 3.3.2 最大覆冰荷載下的靜力分析48-49
• 3.3.3 局部桿件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算49-50
• 3.3.4 靜力分析小結(jié)50
• 3.4 架空塔的整體穩(wěn)定性分析50-60
• 3.4.1 初參數(shù)法計(jì)算整體穩(wěn)定性50-54
• 3.4.2 節(jié)點(diǎn)剛度的計(jì)算54-58
• 3.4.3 塔身整體穩(wěn)定的計(jì)算58-60
• 3.5 本章小結(jié)60-61
• 第4章 架空塔的抗震分析61-74
• 4.1 地震作用及分析方法61-62
• 4.2 架空塔的動(dòng)力分析與地震波的選取62-66
• 4.2.1 動(dòng)力分析62-64
• 4.2.2 地震波選取和修正64-66
• 4.3 架空塔的地震時(shí)程分析66-71
• 4.3.1 位移分析及剛度校核66-68
• 4.3.2 加速度及底座受力分析68-70
• 4.3.3 強(qiáng)度校核與時(shí)程分析小結(jié)70-71
• 4.4 地震分析對(duì)比與抗震措施71-73
• 4.4.1 時(shí)程分析與反應(yīng)譜法的對(duì)比71-73
• 4.4.2 架空塔的抗震措施73
• 4.5 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文79-81
• 致謝81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：624932