一种管母滑动金具的优化方法以及MGG1-200管母滑动金具技术

本发明专利技术公开了一种管母滑动金具的优化方法以及MGG1‑200管母滑动金具，可有效减小在极端天气强风作用下MGG1‑200管母滑动金具受到的应力，减小金具工作失效，强度破坏的可能。优化方法包括：S1、获取优化所需资料；S2、建立引下线、管母线体系的模型，并计算金具受到引下线、管母线体系传来的荷载作用；S3、建立金具的3D几何模型；S4、将S3中建立的金具的3D几何模型导入ANSYS软件中划分网格，并加载步骤S2计算得到的荷载，再进行静力分析；S5、根据S4中的静力分析结果，优化金具的底座、滑槽尺寸。一种MGG1‑200管母滑动金具，金具底座滑槽上壁厚度为20mm，滑槽高度为26mm,滑槽长度为110mm。

An Optimum Method of Sliding Metal Fittings for Tube Motors and MGG1-200 Tube Motors

【技术实现步骤摘要】
一种管母滑动金具的优化方法以及MGG1-200管母滑动金具
本专利技术涉及变电站
，特别是涉及一种管母滑动金具的优化方法以及MGG1-200管母滑动金具。
技术介绍
目前使用的MGG1-200管母滑动金具在使用的过程中，根据规范只进行型式实验和抗弯试验。但是在特殊的地理环境及气候环境下使用时，强风天气会使金具受到引下线传来较大的风荷载作用，引发金具的变形及破坏时常发生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种管母滑动金具的优化方法以及MGG1-200管母滑动金具，本专利方法可有效减小在极端天气强风作用下MGG1-200管母滑动金具受到的应力，减小金具工作失效，强度破坏的可能。本专利技术的目的是这样实现的：一种管母滑动金具优化方法，包括以下步骤：S1、获取优化所需资料，包括：管母滑动金具使用地的年平均最大风速；与管母金具相关联的管母线和引下线的几何尺寸及材料特性参数；金具的设计图纸；S2、根据步骤S1中的管母线和引下线的参数，建立引下线、管母线体系的模型，并计算金具受到引下线、管母线体系传来的荷载作用；S3、建立金具的3D几何模型；S4、将S3中建立的金具的3D几何模型导入ANSYS软件中划分网格，并加载步骤S2计算得到的荷载，再进行静力分析；S5、根据S4中的静力分析结果，优化金具的底座、滑槽尺寸。优选地，步骤S2中，利用ANSYS软件APDL语言建立引下线、管母线体系的模型。优选地，步骤S3中，利用SpaceClaim软件几何建模，建立金具的3D几何模型。优选地，还包括:步骤S6、对优化后的金具模型进行静力分析。一种MGG1-200管母滑动金具，金具底座滑槽上壁厚度为20mm，滑槽高度为26mm,滑槽长度为110mm。由于采用了上述技术方案，本专利技术减小了金具的设计间隙，增加了金具滑槽上臂厚度，采用有限元软件ANSYS建模，分析了不同风速下的典型工况，能有效减小金具应力大小，减小金具工作失效，强度破坏的可能。附图说明图1为MGG1-200管母滑动金具正视图及侧视图；图2为MGG1-200管母滑动金具本体尺寸标注图；图3为MGG1-200管母滑动金具底座尺寸标准图；图4为支座反力的加载示意图；图5为金具应力及变形示意图；图6为底座应力分布及变形图；图7为底座优化后的底座尺寸示意图。具体实施方式一种管母滑动金具的优化方法，包括管母金具力学特性数值模拟金具参数根据设计图纸，金具的几何参数和力学性能参数如图1-图3所示：表1金具主要部件及其材料性能模型参数通过ANSYS有限元软件建立仿真模型，对其进行相关分析，根据真实案例的破坏情况，对金具模型进行一定的简化，达到有效简洁的仿真模型。利用SpaceClaim软件建立几何模型，整体模型采用SOLID187单元，插销外表面采用接触单元TARGE170单元，金具底座滑槽内表面采用接触单元CONTA174单元。接触对惩罚因子取1，初始穿透取0.2，摩擦系数取值0.3。金具本体和压盖的内表面与金具外力加载点通过MPC184单元连接形成刚性区域。插销长度取190mm,直径取18mm。模型网格利用SMRTSIZE命令采用尺寸等级为1的自动网格单元划分。ZLD102铝合金根据真实的试验数据采用多线性随动强化模型，Q235钢材料采用双线性随动强化模型。模型工况与模拟结果金具模型的工况主要是根据之前管母引下线在风荷载作用下的得到的管母支座节点反力。施加在金具上的力包括与重力方向相反的集中力F1，风荷载导致的水平力F2，及管母轴线方向的弯矩M1和扭矩M2，具体位置见图4。五个工况根据不同的静力风速在管母引下线模型中得到的荷载，施加于管母滑动金具的荷载施加点，进行静力分析。金具的应力分布主要集中在底座滑槽和插销上，见图5。与实际案例金具应力变形位置吻合。主要应变区域集中底座滑槽上，具体结果见表2表2金具静力分析结果上述结果显示，当风速达到25m/s时，金具底座滑槽受到的应力已经超过了屈服极限，开始有较大的塑形变形，当风速达到30m/s时，底座位移为0.246mm，见图6，和实际案例中0.22mm较为吻合，也证明了简化模型的拟真效果。由于新疆大风地区常年遭受5级、局部7级的风力影响，甚至有风口风力达到8-9级、瞬间最大风力可达12级左右。当风速达到20m/s以上是金具就有可能开始屈服，再加上脉动风的影响，导致金具的裂纹扩展最后破坏。因此因强风引起的管母联接金具破坏时有发生。为减少金具破坏事故的发生，有必要对现有的MGG1-200管母滑动金具进行结构优化。根据金具的其他功能要求，同时为减少厂家的修改程度，只对金具底座滑槽尺寸做出修改。一种优化的MGG1-200管母滑动金具，具体优化方案如下：增厚金具底座滑槽上壁3mm,减小滑槽高度至26mm,减小滑槽长度至110mm。具体尺寸见图7。同样采用不同风速的五种工况进行静力分析，结果见表3。表3优化后的金具静力分析结果不同风速下的5种工况显示底座滑槽的最大应力均未达到屈服，且变形量明显减少。减少了金具裂纹扩展的可能性，延长了金具的使用寿命，减小了因管母滑动金具破坏而导致的事故的可能性，保证了变电站电力系统的正常运行。最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本专利技术进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本专利技术权利要求书所限定的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管母滑动金具优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取优化所需资料，包括：管母滑动金具使用地的年平均最大风速；与管母金具相关联的管母线和引下线的几何尺寸及材料特性参数；金具的设计图纸；S2、根据步骤S1中的管母线和引下线的参数，建立引下线、管母线体系的模型，并计算金具受到引下线、管母线体系传来的荷载作用；S3、建立金具的3D几何模型；S4、将S3中建立的金具的3D几何模型导入ANSYS软件中划分网格，并加载步骤S2计算得到的荷载，再进行静力分析；S5、根据S4中的静力分析结果，优化金具的底座、滑槽尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种管母滑动金具优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取优化所需资料，包括：管母滑动金具使用地的年平均最大风速；与管母金具相关联的管母线和引下线的几何尺寸及材料特性参数；金具的设计图纸；S2、根据步骤S1中的管母线和引下线的参数，建立引下线、管母线体系的模型，并计算金具受到引下线、管母线体系传来的荷载作用；S3、建立金具的3D几何模型；S4、将S3中建立的金具的3D几何模型导入ANSYS软件中划分网格，并加载步骤S2计算得到的荷载，再进行静力分析；S5、根据S4中的静力分析结果，优化金具的底座、滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欣欣，路峰，赵普志，郑义，雷鸣，何成，马勤勇，李伟，游溢，刘阳，徐凯，王宗江，晏致涛，余国庆，刘欣鹏，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司电力科学研究院，重庆大学，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65