[發(fā)明專利]基于螺栓節(jié)點(diǎn)剛度的輸電鐵塔位移計(jì)算系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011242992.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112395752B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李清;伍川;覃偉平;馮衡;楊曉輝;張博;呂中賓;吳海洋;葉中飛;劉光輝;高彬;曾二賢;李強(qiáng);柯嘉;徐彬;趙沖;胡超;王松濤;王亞?wèn)|
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院;中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司;國(guó)網(wǎng)河南省電力公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F30/13;G06F119/14
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 陳家安

本發(fā)明提供了一種基于螺栓節(jié)點(diǎn)剛度的輸電鐵塔位移計(jì)算系統(tǒng)及方法，包括以下步驟：A.在桁梁混合模型中設(shè)置初始軸向剛度，通過(guò)模型計(jì)算獲得單元軸力；B.根據(jù)獲得的單元軸力和桿件參數(shù)計(jì)算獲得桿件彈性變形量；C.根據(jù)桿件彈性變形量和螺栓連接間隙滑移計(jì)算獲得桿件總變形量；D.將桿件總變形量帶入修正模型，計(jì)算得到考慮螺栓滑移的軸向剛度折減系數(shù)；E.根據(jù)軸向剛度折減系數(shù)修正軸向剛度并重新帶入桁梁混合模型，計(jì)算獲得更新后的單元軸力；F.判斷是否滿足收斂標(biāo)準(zhǔn)；如果不滿足則重新執(zhí)行步驟B?E，直至更新后的單元滿足收斂標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明獲取更加接近實(shí)際位移的計(jì)算位移，為真型塔設(shè)計(jì)提供參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輸電鐵塔技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于螺栓節(jié)點(diǎn)剛度的輸電鐵塔位移計(jì)算方法。

背景技術(shù)

輸電塔是電力輸送系統(tǒng)的重要組成部分，在運(yùn)行過(guò)程中若受損嚴(yán)重導(dǎo)致倒塌，將可能發(fā)生電力工程安全事故，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生不利影響。

螺栓連接在輸電鐵塔結(jié)構(gòu)中普遍采用，目前大部分輸電鐵塔采用型鋼組合而成，各構(gòu)件之間采用螺栓連接。螺栓孔直徑通常比螺栓直徑要大1～2mm，輸電鐵塔中螺栓節(jié)點(diǎn)有數(shù)量眾多、螺栓直徑小、連接件薄、預(yù)緊力小、鍍鋅鋼表面摩擦系數(shù)低等特點(diǎn)。當(dāng)塔架承受一定載荷后，在螺栓連接部位發(fā)生連接件與被連接件之間的相對(duì)移動(dòng)，即產(chǎn)生螺栓滑移，大量實(shí)驗(yàn)以及真型塔試驗(yàn)表明輸電鐵塔中的螺栓連接滑移現(xiàn)象十分普遍。

國(guó)內(nèi)新建特高壓輸電線路以及國(guó)外新設(shè)計(jì)鐵塔一般均要求進(jìn)行真型塔試驗(yàn)，設(shè)計(jì)單位在采用常規(guī)鐵塔設(shè)計(jì)軟件(如道亨、Smarttower等)進(jìn)行鐵塔計(jì)算與結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)，后于試驗(yàn)基地進(jìn)行真型塔試驗(yàn)。據(jù)總結(jié)不同真型塔試驗(yàn)數(shù)據(jù)，真型塔在大風(fēng)工況下的實(shí)際位移比理論計(jì)算位移大約50％～80％，而斷線工況下的差異超過(guò)100％，對(duì)于窄基塔，上述差異甚至達(dá)到150％～250％，二者差異問(wèn)題成為困擾設(shè)計(jì)人員的一個(gè)難題。導(dǎo)致上述位移差異的影響因素較多，如螺栓滑移、節(jié)點(diǎn)剛度、鐵塔加工誤差、螺栓預(yù)緊力以等。

可以看到，傳統(tǒng)鐵塔計(jì)算軟件無(wú)法解決理論計(jì)算位移與試驗(yàn)位移之間差異過(guò)大的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于螺栓節(jié)點(diǎn)剛度的輸電鐵塔位移計(jì)算方法，獲取更加接近實(shí)際位移的計(jì)算位移，為真型塔設(shè)計(jì)提供參考。

本發(fā)明提供了一種基于螺栓節(jié)點(diǎn)剛度的輸電鐵塔位移計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于包括桿件參數(shù)獲取模塊、初始值設(shè)定模塊、單元軸力計(jì)算模塊、彈性變形量計(jì)算模塊、螺栓間隙滑移輸入模塊、桿件總變形量計(jì)算模塊、剛度修正模塊、收斂標(biāo)準(zhǔn)判斷模塊；

其中，桿件參數(shù)獲取模塊用于獲取待計(jì)算的桿件參數(shù)并將獲得的桿件參數(shù)發(fā)送至彈性變量計(jì)算模塊；

初始值設(shè)定模塊用于獲取初始軸向剛度并將獲得的數(shù)據(jù)發(fā)送至單元軸力計(jì)算模塊；

單元軸力計(jì)算模塊根據(jù)初始軸向剛度和桁梁混合模型計(jì)算獲得單元軸力，并將計(jì)算生成的數(shù)據(jù)發(fā)送至彈性變量計(jì)算模塊和收斂標(biāo)準(zhǔn)判斷模塊；

彈性變形量計(jì)算模塊根據(jù)接收到的桿件參數(shù)和單元軸力數(shù)據(jù)計(jì)算獲得桿件變形量，并將計(jì)算生成的數(shù)據(jù)發(fā)送至桿件變形量計(jì)算模塊；

螺栓間隙滑移輸入模塊用于獲取螺栓連接間隙滑移的數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送至桿件變形量計(jì)算模塊；

桿件總變形量計(jì)算模塊根據(jù)接收到的桿件變形量和螺栓連接間隙滑移的數(shù)據(jù)計(jì)算獲得桿件總變形量，并將計(jì)算生成的數(shù)據(jù)發(fā)送至修正模塊；

剛度修正模塊根據(jù)桿件總變形量的數(shù)據(jù)計(jì)算獲得考慮螺栓滑移的軸向剛度折減系數(shù)，并將計(jì)算生成的數(shù)據(jù)發(fā)送至單元軸力計(jì)算模塊；

單元軸力計(jì)算模塊根據(jù)軸向剛度折減系數(shù)修正軸向剛度并重新帶入桁梁混合模型，計(jì)算獲得更新后的單元軸力并將計(jì)算生成的數(shù)據(jù)發(fā)送至收斂標(biāo)準(zhǔn)判斷模塊；

收斂標(biāo)準(zhǔn)判斷模塊根據(jù)初次計(jì)算獲得的單元軸力和更新后的單元軸力判斷是否符合收斂標(biāo)準(zhǔn)。