一种基于拓扑优化的特高压输电线路耐张联板设计方法技术

一种基于拓扑优化的特高压输电线路耐张联板设计方法，包括以下步骤：S1：根据待优化耐张联板的信息确定拓扑优化的初始模型；S2：确定拓扑优化的设计变量、目标函数和约束条件，设计变量是设计区域内各子单元的厚度，目标函数是最大化耐张联板的第一阶屈曲模态对应的荷载比例因子；约束条件是体积分数小于限定值；S3：对耐张联板初始模型进行拓扑优化；S4：结合加工成本、难度，得到耐张联板的合理优化设计；S5：对耐张联板的合理优化设计进行非线性屈曲分析，判断屈曲荷载是否满足稳定性要求，Mises应力是否满足静强度要求。本发明专利技术提供的方法通过对耐张联板进行拓扑优化设计，改变联板中减重孔的大小和位置，提升耐张联板的抗屈曲能力。屈曲能力。屈曲能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于拓扑优化的特高压输电线路耐张联板设计方法


[0001]本专利技术涉及电力金具设计
，尤其涉及一种基于拓扑优化的特高压输电线路耐张联板设计方法。

技术介绍

[0002]拓扑优化是结构优化设计中最具挑战性的研究领域，是一种创新性的设计方法。连续体结构优化旨在满足约束的条件下，寻找设计域中最佳的材料分布，实现目标性能的设计。拓扑优化针对有限元划分后结构中每一个单元的有无进行设计，相比尺寸优化和形状优化具有更多的设计自由度，能够突破设计中对于经验的依赖，因此得到广大设计人员的青睐。
[0003]随着国家经济的快速增长以及通信科技等的广泛应用，电力需求与日俱增，电网行业进入蓬勃发展。由于各地资源不均衡，负责电能的传输、调节和分配的架空输电线便成为电力能源合理分配的重要一环。特高压输电线路是电网体系的核心，由于电压等级高，跨度大，耐张联板等构件承受较大的荷载，耐张联板屈曲会严重影响输电线路的安全、稳定运行。
[0004]为了解决耐张联板屈曲问题，提高输电线路中耐张联板的抗屈曲能力，目前主要有增加耐张联板的厚度以及在联板上焊接较本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于拓扑优化的特高压输电线路耐张联板设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：S1：根据待优化耐张联板的初始尺寸、初始厚度、材料信息和连接孔、吊装孔位置信息，并将减重孔去除，确定拓扑优化的初始模型，将连接孔、吊装孔区域设为固定区域，其余区域为设计区域；S2：确定拓扑优化的设计变量、目标函数和约束条件，设计变量是设计区域内各子单元的厚度，目标函数是最大化耐张联板的第一阶屈曲模态对应的荷载比例因子；约束条件是体积分数小于限定值；S3：对所述耐张联板初始模型进行拓扑优化，并得到拓扑优化结果；S4：根据拓扑优化结果，并结合加工成本、难度，得到耐张联板的合理优化设计；S5：对耐张联板的合理优化设计进行非线性屈曲分析，判断屈曲荷载是否满足稳定性要求，Mises应力是否满足静强度要求，若满足，输出所述耐张联板的合理优化设计，若不满足，放松约束条件或者更改耐张联板的初始厚度，返回步骤S3进行拓扑优化。2.根据权利要求1所述的一种基于拓扑优化的特高压输电线路耐张联板设计方法，其特征在于，步骤S2中，实现过程为：将初始模型中的设计区域划分为n个子单元，每个子单元的材料厚度t处于0～1之间，0代表此单元完全删除，1代表此单元完全保留，则设计变量的表达式为：t＝{t1…
t
n
}
T
∈R
n
；目标函数中的第一阶屈曲模态对应的荷载比例因子可以通过特征值屈曲分析得到；约束条件为：其中，Volfrac为体积分数，体积分数为耐张联板的当前体积与耐张联板的初始...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶中飞，孙运涛，吕中宾，李清，姚欢，伍川，王慧萍，刘泽辉，张博，陶亚光，陈作新，周瑞，
申请(专利权)人：南京电力金具设计研究院有限公司国网河南省电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：