[发明专利]一种结合仿真精确计算架空地线预绞丝接触端口受力方法

权利要求书

1.一种结合仿真精确计算架空地线预绞丝接触端口受力方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立地线预绞丝几何模型，使用有限元仿真计算接触端口接触点的预压力F_K；

S2、根据获得的预压力确定导电桥初始半径；

S3、在导电桥的初始半径下，使用有限元仿真计算接触端口接触点所受的安培力F_L，计算接触端口接触点由于电流收缩产生的Holm力F_H；

S4、通过预压力、安培力、Holm力的合力对导电桥的初始半径进行校正，得到导电桥校正半径；

S5、在导电桥校正半径下，使用有限元仿真计算接触端口接触点所受的校正安培力，计算接触端口接触点由于电流收缩产生的校正Holm力；

S6、将校正安培力和校正Holm力与安培力和Holm力进行比较，判断差值是否在精度要求范围内；若差值在精度要求内，则获得最终结果；若差值不在精度要求内，回到步骤S4。

2.根据权利要求1所述的一种结合仿真精确计算架空地线预绞丝接触端口受力方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：建立地线预绞丝几何模型，所述地线预绞丝几何模型分为内层和外层；所述内层为地线，有K股，K≥7，其中中心股为圆柱，其他股为螺旋，其他股围绕中心股围成圆圈；所述外层为预绞丝，有L股，L≥12，外层围绕内层围成圆圈，内层和外层螺旋方向相同；对建立的地线预绞丝几何模型运用有限元仿真的固体力学部分进行求解，即使用comsol进行求解，得到接触端口接触点的预压力。

3.根据权利要求1所述的一种结合仿真精确计算架空地线预绞丝接触端口受力方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：接触点在电学方面的计算以导电桥进行模拟，设导电桥高度为0.15mm，导电桥初始半径r则有：

其中，F_k为预压力，ξ为地线预绞丝间的接触情况，H为材料的布氏硬度。

4.根据权利要求3所述的一种结合仿真精确计算架空地线预绞丝接触端口受力方法，其特征在于，所述ξ＝0.45。

5.根据权利要求1所述的一种结合仿真精确计算架空地线预绞丝接触端口受力方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：设定待研究电流，对地线预绞丝几何模型进行有限元仿真的电学部分求解，即使用comsol进行求解，得到分布安培力，将得到的分布安培力输入到固体力学进行有限元求解，得到安培力在接触点作用；

对接触点处由于电流收缩产生的Holm力F_H进行计算，则有：

其中，R为导体半径，r为导电桥初始半径，i为待研究电流强度，μ₀为真空磁导率。

6.根据权利要求5所述的一种结合仿真精确计算架空地线预绞丝接触端口受力方法，其特征在于，所述R＝1.5mm。

7.根据权利要求1所述的一种结合仿真精确计算架空地线预绞丝接触端口受力方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：使用求解出的预压力、安培力、Holm力计算出接触点所受的合力F：

F＝F_H+F_L+F_K，

再运用合力对导电桥半径进行修正，得到导电桥校正半径r'：

其中，ξ为地线预绞丝间的接触情况，H为材料的布氏硬度。

8.根据权利要求1所述的一种结合仿真精确计算架空地线预绞丝接触端口受力方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：设定待研究电流，在导电桥校正半径下，对地线预绞丝几何模型进行有限元仿真的电学部分求解，即使用comsol进行求解，得到校正分布安培力F_L'，将得到的校正分布安培力输入到固体力学进行有限元求解，得到校正安培力在接触点作用；

对接触点处由于电流收缩产生的校正Holm力F_H进行计算，则有：

其中，R为导体半径，r'为导电桥初始半径，i为待研究电流强度，μ₀为真空磁导率。