[发明专利]寒冷地区输电铁塔疲劳寿命预测方法

摘要

本发明公开了一种寒冷地区输电铁塔疲劳寿命预测方法，属输电铁塔技术领域。本发明包括随机风荷载谱的确定→输电铁塔疲劳危险部位的确定→输电铁塔风振作用下的动力分析→雨流计数法分析→低温下S‑N曲线的确定→低温疲劳寿命的确定。本发明具有重要的理论和实际应用价值，采用该预测方法对寒冷地区输电铁塔的疲劳寿命进行预测，可确保寒冷地区输电铁塔的输电线路安全、经济、合理。

主权项

寒冷地区输电铁塔疲劳寿命预测方法，其特征在于：包括以下步骤：1)随机风荷载谱的确定：对寒冷地区的平均风和脉动风分别进行统计和模拟，得到该寒冷地区10m高10min平均风速分布图和脉动风速时程曲线，然后，将平均风速分布图上各点的平均风速加到脉动风速时程曲线上，即可得到各点所承受的瞬时风速，并将瞬时风速转化为风荷载，得到风荷载时程，各点的风荷载加载于输电铁塔，作为外部输入条件。2)输电铁塔疲劳危险部位的确定：利用步骤1)得到的风荷载时程对输电铁塔进行有限元分析，然后根据输电铁塔的结构特点并结合有限元分析结果，确定输电铁塔结构的疲劳危险部位；3)输电铁塔风振作用下的动力分析：将步骤1)得出的风荷载时程加到输电铁塔的节点上进行时程计算，然后，对步骤2)中疲劳危险部位进行应力分析得到其应力谱，并提取不同风荷载作用下的应力时程曲线和应力幅水平；4)雨流计数法分析：根据步骤3)中不同风荷载作用下的应力时程曲线，利用雨流计数法统计步骤2)中疲劳危险部位的应力幅和各个应力幅出现的次数；5)低温下S‑N曲线的确定：根据步骤4)得到的步骤2)中疲劳危险部位的应力幅，通过等应力幅试验获得步骤2)中疲劳危险部位在低温下的S‑N曲线；6)低温疲劳寿命的确定：应用Miner线性累积损伤理论并根据步骤5)中S‑N曲线上疲劳危险部位在低温下破坏时的循环次数和步骤4)中疲劳危险部位的各个应力幅出现的次数，得到步骤3)中不同风荷载下的应力幅水平所产生的损伤率，并对该损伤率进行累积，当累积损伤率达到1时，疲劳危险部位失效，然后，根据疲劳危险部位的全年累积损伤率即可获得疲劳危险部位的低温疲劳寿命。