一种拉线塔用压接管及管口设计方法技术

本发明专利技术涉及一种拉线塔用压接管及管口设计方法，该压接管包括一管本体，所述管本体的管口端面为一平直面，所述管口端面与所述管本体之间通过两圆弧过渡结构连接以分别形成一外倒角和一内倒角，两所述圆弧过渡结构与所述管本体的内、外表面相切，两所述圆弧过渡结构与所述管口端面相交，并且所述圆弧过渡结构满足如下的几何关系：t＝0.5×T；L＝(3.5～4.5)×t；R＝(t2+L2)/2t；上式中：T表示拉线与压接管压接时压接钢模的压缩量；t表示圆弧过渡结构在垂直于管本体1方向上的高度；L表示圆弧过渡结构在平行于管本体1方向上的长度；R表示圆弧过渡结构的弧半径。本发明专利技术能够有效降低拉线的集中应力，增加拉线及金具的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，该压接管包括一管本体，所述管本体的管口端面为一平直面，所述管口端面与所述管本体之间通过两圆弧过渡结构连接以分别形成一外倒角和一内倒角，两所述圆弧过渡结构与所述管本体的内、外表面相切，两所述圆弧过渡结构与所述管口端面相交，并且所述圆弧过渡结构满足如下的几何关系：t=0.5XT;L=(3.5?4.5)Xt;R=(t2+L2)/2t;上式中：T表示拉线与压接管压接时压接钢模的压缩量表示圆弧过渡结构在垂直于管本体1方向上的高度；L表示圆弧过渡结构在平行于管本体1方向上的长度#表示圆弧过渡结构的弧半径。本专利技术能够有效降低拉线的集中应力，增加拉线及金具的使用寿命。【专利说明】
本专利技术涉及。
技术介绍
拉线金具包括耐张线夹、U型挂环等，这些金具与拉线一起组成拉线系统，在拉线塔体中充当重要角色。拉线和金具之间一般通过压接管连接在一起，连接的质量直接决定着拉线或连接金具安全可靠性，也影响着整个拉线塔的安全稳定。 压接管的压接的本质是冷挤压成型。拉线与压接管装配后，压接管压接顺序按照从里向压接管管口依次压，顺序不能颠倒，施压时相邻两钢模间至少重叠5mm以消除第一次压接端部产生的应力集中。 压接管在挤压力的作用下会在管口挤压变形，容易出现拉线应力集中现象，拉线金具在长期运行中承受的荷载是变化的，除承受导线的自重外，当有风或有冰附着时还承受风载和冰载，形成拉伸和弯曲两种荷载的组合作用。在这种复杂的受力条件下，线路可能发生导线舞动和微风振动等现象，拉线则随线路发生振动，由于管口处拉线具有较大的集中应力，进而可能引起强度破坏、疲劳失效。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种能够减小管口处拉线集中应力的拉线塔用压接管及管口设计方法。 为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案:一种拉线塔用压接管，其特征在于，它包括一管本体，所述管本体的管口端面为一平直面，所述管口端面与所述管本体之间通过两圆弧过渡结构连接以分别形成一外倒角和一内倒角，两所述圆弧过渡结构与所述管本体的内、外表面相切，两所述圆弧过渡结构与所述管口端面相交，并且所述圆弧过渡结构满足如下的几何关系:t = 0.5XT ；L = (3.5?4.5) Xt ;R = (t2+L2)/2t ;上式中:T表示拉线与压接管压接时压接钢模的压缩量；t表示圆弧过渡结构在垂直于管本体I方向上的高度；L表示圆弧过渡结构在平行于管本体I方向上的长度#表示圆弧过渡结构的弧半径。 所述圆弧过渡结构在平行于所述管本体方向上的长度L与所述圆弧过渡结构在垂直于所述管本体方向上的高度t之间满足几何关系:L = 4Xt。 所述压接管是通过如下的方法设计出来的:1)压接管有限元模型的选择:由于压接管施加压力属于大变形接触问题，分析过程中根据对称性，选择拉线和压接管纵截面1/2建立有限元计算模型，建模时采用经典双线性等向强化(BISO)，该模型使用一个双线性来表示应力应变曲线，根据曲线确定压接管和拉线的屈服极限和弹性模量；2)有限元模型网格划分:拉线和压接管均采用平行四边形网格映射实现网格划分，并对拉线和压接管接触部位，即拉线的外表面和压接管内表面采用网格局部细化；3)约束处理:拉线和压接管一端施加固定约束，并在拉线的下端施加对称约束；由于压接管与拉线之间为面-面接触接触，本模型在接触部位选择contal72接触单元和Targel69目标单元,采用两个接触对,模拟压接过程；4)加载求解:进行加载时采用斜坡加载方式加载，对压接钢模进行位移加载，根据压接钢模的形状，以及压接管的大小，确定位移大小，即压接钢模的压缩量T，然后对其模型进行求解；5)结果提取:在计算结果文件中，提取压接后塑性变形图、等效应力图，并记录沿压接管轴线方向上的应力值及变形值；6)曲线拟合:确定T的约束范围为O到压缩管管壁厚度一半，L的约束范围为O至10倍的压缩管管壁厚度，对L和T在给定范围内进行随机取值，重复步骤I)?5)，以压接管管口压接状态下的应力分布为优化目标，确定L和T的最佳组合，获得压接管管口内倒角和外倒角的弧形过渡结构。 本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本专利技术拉线塔用压接管的管本体与管口端面通过两圆弧过渡结构连接，并且圆弧过渡结构满足几何关系:t = 0.5XT，L= (3.5?4.5)Xt，R= (t2+L2)/2t，本专利技术所述压接管在压接状态下，其内倒角被挤压为一个圆环形曲面(该曲面与压接管内表面重合，内倒角与压接管端面的交点与拉线刚好接触)，即形成了一个相对较为缓和的变异区，因此能够产生较小的集中应力，从而降低拉线的集中应力，增加拉线及金具的使用寿命。2、本专利技术结构简单、使用可靠。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术压接管的结构示意图； 图2是图1中I部分的放大结构示意图； 图3是本专利技术在压接装置下的结构示意图； 图4是本专利技术与拉线金具间的连接及压接顺序示意图； 图5是圆弧过渡结构示意图； 图6是45号钢的应力应变曲线； 图7是钢绞线的应力应变曲线； 图8为t = Imm时不同L取值时的应力变化曲线。 【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。 如图1、图2所示，本专利技术提供了一种拉线塔用压接管，它包括管本体1，管本体I的管口端面2为一平直面，管口端面2与管本体I之间通过两圆弧过渡结构连接分别形成外倒角3和内倒角4。圆弧过渡结构与管本体I的内、外表面相切，与管口端面2相交，且圆弧过渡结构满足如下的几何关系: t = 0.5 X T ; L= (3.5 ?4.5) Xt ; R = (t2+L2) /2t ； 上式中:T表示拉线与压接管压接时压接钢模的压缩量，其近似取值钢模横截面半径与拉线横截面半径的差(拉线横截面半径为已知量，钢模横截面半径在压接规程中有相关规定)表示圆弧过渡结构在垂直于管本体I方向上的高度；L表示圆弧过渡结构在平行于管本体I方向上的长度洱表示圆弧过渡结构的弧半径。 在一个优选的实施例中，圆弧过渡结构在平行于管本体I方向上的长度L与圆弧过渡结构在垂直于管本体I方向上的高度t之间满足几何关系: L = 4 X t 本专利技术所提供的上述拉线塔用压接管，是通过下述的一种拉线塔用压接管管口设计方法所设计，它包括以下步骤: I)压接管有限元模型的选择:由于压接管施加压力属于大变形接触问题，分析过程中根据对称性，选择拉线和压接管纵截面1/2建立有限元计算模型，建模时采用经典双线性等向强化(BISO)，该模型使用一个双线性来表示应力应变曲线，根据曲线确定压接管和拉线的屈服极限和弹性模量； 2)有限元模型网格划分:拉线和压接管均采用平行四边形网格映射实现网格划分，并对拉线和压接管接触部位，即拉线的外表面和压接管内表面采用网格局部细化； 3)约束处理:拉线和压接管一端施加固定约束，并在拉线的下端施加对称约束；由于压接管与拉线之间为面-面接触接触，本模型在接触部位选择contal72接触单元和Targel69目标单元，采用两个接触对，模拟压接过程； 4)加载求解:进行加载时采用斜坡加载方式加载，对压接钢模进行位移加载，根据压接钢模的形状，以及压接管的大小，确本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拉线塔用压接管，其特征在于，它包括一管本体，所述管本体的管口端面为一平直面，所述管口端面与所述管本体之间通过两圆弧过渡结构连接以分别形成一外倒角和一内倒角，两所述圆弧过渡结构与所述管本体的内、外表面相切，两所述圆弧过渡结构与所述管口端面相交，并且所述圆弧过渡结构满足如下的几何关系：t＝0.5×T；L＝(3.5～4.5)×t；R＝(t2+L2)/2t；上式中：T表示拉线与压接管压接时压接钢模的压缩量；t表示圆弧过渡结构在垂直于管本体1方向上的高度；L表示圆弧过渡结构在平行于管本体1方向上的长度；R表示圆弧过渡结构的弧半径。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁兆祥，齐立忠，陈大斌，王璋奇，张子引，杨永刚，金逸，田雷，李本良，刘学军，卢飞，刘颢，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网北京经济技术研究院，江苏省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11