[發明專利]考慮鐵塔結構的彈性形變的輸電鐵塔桿件應力計算方法

在審

• 申請號: 201710092218.8
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN107391780A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 羅云;徐劍峰;郭成功;葛樂;朱張蓓;朱富云;龔燈才;朱衛;吳曉楠;蔣徐勇;尹海海;林泳
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力公司南通供電公司;國家電網公司;江蘇省電力公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南通市永通專利事務所32100
• 代理人: 葛雷

1.一種考慮鐵塔結構的彈性形變的輸電鐵塔桿件應力計算方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：根據有限單元法建立鐵塔結構的有限元力學模型，根據得到的力學模型獲取鐵塔節點；并將鐵塔結構離散化，得到與鐵塔兩節點間桿件數目相同的單元，單元彼此之間僅靠節點相連；鐵塔中主材與主材、主材與斜材、斜材與斜材的交匯點視為節點；

步驟2：針對每個單元和節點位移，分別生成單元剛度矩陣[k]^(e)和節點位移陣列并根據桿件之間的空間角度關系、桿件之間的連接關系，轉換疊加出鐵塔整體剛度矩陣

步驟3：將鐵塔所受均布載荷和非節點載荷等效移置到節點上，形成節點載荷陣列其中并考慮到矩陣方程中的奇異性，引入鐵塔塔腿四節點的位移約束條件，求解矩陣方程，得到節點位移陣列

步驟4：計算鐵塔節點的應變、應力，獲取鐵塔結構每根桿件應力；

整體剛度矩陣的集成規則如下：

1)先求出每個單元的剛度矩陣[k]^(e)；

2)將的每個子塊進行換號，換成對應的整體編號；

3)將換成以后的字塊送到整體剛度矩陣中的對應位置上；

4)若在同一位置上有幾個單元的相應子塊送到時，則應進行疊加；

經過上述步驟后，就可以得到整體剛度矩陣中的每個子塊，從而形成了整體剛度矩陣

其中，為第j個節點產生單位位移時，在第i個節點上引起的節點力，稱為剛度子矩陣；；

步驟3中的節點載荷矩陣為：

[R‾](e)=[R‾]1[R‾]2[R‾]3...[R‾]n,[R‾]i=NxiNyiNziMxiMyiMzi,i=1,2,...n]]>

其中，為整體坐標中所有節點載荷陣列；為整體坐標中第i個節點的載荷列陣；N_xi為第i個節點的軸向力，N_yi、N_zi分別為第i個節點在xy及xz面內的剪力；M_xi為第i個節點的扭矩，M_yi、M_zi為第i個節點在xz及xy面內的彎矩。