[发明专利]一种评价输电线路铁塔螺栓强度的有限元分析方法

摘要

本发明公开了一种评价输电线路铁塔螺栓强度的有限元分析方法，主要包括：利用ABAQUS软件的草绘功能，创建螺栓螺杆和螺母的三维实体模型，利用布尔运算操作生成螺栓和螺母的螺纹部分；根据螺栓的真应力应变曲线定义螺栓和螺母的材料参数；依据台架试验方案定义两个分析步，分析步类型为静力、通用，分析步一对螺杆中面施加轴向预紧力，分析步二对模型施加交变载荷；单元类型选取ABAQUS中适用于接触分析的十节点四面体单元C3D10M；最后在后处理模块，输出预紧力、接触压力、应力和塑性变形云图，并导出接触面的结果数据。本发明可快速得到螺栓在交变载荷下的应力和变形结果，与试验相结合可有效分析螺栓的失效机理，提高输电塔螺栓的安全可靠性，降低设计成本。

主权项

1.一种评价输电线路铁塔螺栓强度的有限元分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、根据电力行业标准《输电线路杆塔及电力金具用热浸镀锌螺栓与螺母》，建立输电线路铁塔螺栓、螺母和夹板的分析模型：(1)三维实体模型的创建，采用有限元软件ABAQUS的草绘功能创建螺栓、螺母和夹板的三维实体模型；(2)材料参数的定义，依据标准中螺栓和螺母的强度等级定义材料参数；(3)模型接触的定义，依据台架试验方案对螺栓、螺母和夹板定义接触，并对法向和切向的接触属性进行设定；(4)单元类型的选取，选取ABAQUS中适用于接触分析的十节点四面体单元C3D10M，对分析模型赋予单元属性；步骤二、根据螺栓台架试验的加载方案，建立仿真分析模型的载荷边界条件：(1)分析步的定义，在试验中首先对螺栓进行预紧，然后进行台架试验，在ABAQUS定义两个分析步；(2)载荷边界的定义，在分析步一中定义螺栓预紧力，在分析步二中定义台架试验的交变载荷；步骤三、根据强度评价准则，输出仿真分析模型的计算结果：(1)预紧力结果的定义和输出，在场输出设定中勾选CFORCE和CSTATUS选项，其他默认设定保持不变；(2)在ABAQUS的后处理模块中，输出螺栓轴向的预紧力、接触压力、应力和塑性变形结果。