[发明专利]一种输电钢管杆的有限元参数化建模方法

权利要求书

1.一种输电钢管杆的有限元参数化建模方法，其特征在于，该方法为：

1）识别输电钢管杆各部件的特性参数，建立输电钢管杆筒节与横担参数数组、输电钢管杆筒节几何参数数组、输电钢管杆横担几何参数数组、法兰参数数组、导地线参数数组和输电线路参数数组；

2）将上述各参数数组作为有限元分析软件的输入，建立输电钢管杆有限元模型，并对模型的节点、单元、截面型式、材料、结构型式进行复核；

3）计算输电钢管杆各筒节两端截面的特性参数，并将实际计算结果与理论计算数据进行对比分析，验证上述有限元模型的正确性；若所述有限元模型不正确，则返回2）；否则，进入4）；

4）设置以下计算条件：风速、风向、温度、覆冰厚度以及断线，根据设置的计算条件加载荷载，并计算输电钢管杆的最大计算应力、挠度，以及筒节、法兰的重量；

5）根据上述步骤4）的计算结果，获得输电钢管杆的应力云图和变形图。

2.根据权利要求1所述的输电钢管杆的有限元参数化建模方法，其特征在于，所述步骤1）中，输电钢管杆筒节与横担参数数组元素包括筒节数量或横担数、横担截面多边形边数、筒节及横担整体长度单元尺寸、横担截面多边形单边划分后的单元数；输电钢管杆筒节几何参数数组元素包括筒节高度、壁厚、上端内对边距、下端内对边距、横担设置点；输电钢管杆横担几何参数数组元素包括横担长度、壁厚，尾端边长、始端边长、横担高度；法兰参数数组元素包括法兰内直径、法兰外直径、法兰板厚、螺栓孔径、螺栓数量；导地线参数数组元素包括导地线直径、单位重量、拉断力、分裂数、安全系数、张力系数、覆冰后导地线外径；输电线路参数数组元素包括输电线水平档距、垂直档距、前档应力、后档应力。

3.根据权利要求1或2所述的输电钢管杆的有限元参数化建模方法，其特征在于，所述步骤3）中，输电钢管杆各筒节两端截面的特性参数包括截面面积、截面惯性矩、计算点在X、Y轴的投影长度、回转半径、最大弯曲或最大扭转剪应力计算参数；所述计算点是指筒节截面的边与边的交点。

4.根据权利要求3所述的输电钢管杆的有限元参数化建模方法，其特征在于，所述步骤3）中，验证有限元模型正确性的公式为：（实际计算结果-理论计算数据）/理论计算数据*100%<5%。

5.根据权利要求4所述的输电钢管杆的有限元参数化建模方法，其特征在于，所述步骤4）中，输电钢管杆的最大计算应力、挠度，以及筒节、法兰重量计算过程为：最大计算应力为筒节轴向应力和筒节弯曲应力叠加之和；挠度为输电钢管杆顶部最大位移与输电钢管钢高度的比值；筒节、法兰的重量分别为筒节和法兰的体积乘以各自的密度和重力加速度。