一种基于形貌优化的加强型耐张连板设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于形貌优化的加强型耐张连板设计方法，包括以下步骤：S1：确定拓扑优化的初始模型，设定固定区域和设计区域；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区域的形状改变量，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，约束条件是珠的分布率小于限定值；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加筋优化设计；S5：对耐张联板的合理加筋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设计方法，可以得到最佳的加强筋位置、形状及尺寸，提升耐张联板的抗屈曲能力。曲能力。曲能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于形貌优化的加强型耐张连板设计方法


[0001]本专利技术涉及电力金具设计
，尤其涉及一种基于形貌优化的加强型耐张连板设计方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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，目前的主要手段是根据经验增加耐张联板的厚度以及在联板上焊接较长的加强筋，虽然在一定程度上增加了耐张联板的抗屈曲性能，但是也大幅度提高了耐张联板的重量，不利于高空架线操作，且大幅增加了制造成本。因此，对耐张联板进行形貌优化设计，在满足抗屈曲性能要求的前提下，得到最佳的加强筋位置、形状及尺寸，对保障特高压直流输电线路的安全运行有着重要意义。
[0004]公开号为CN201498945U的中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于形貌优化的加强型耐张连板设计方法，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，确定拓扑优化的初始模型，将连接孔、吊装孔区域以及其他不便于焊接加强筋的区域设为固定区域，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区域的形状改变量，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，荷载比例因子与初始荷载的乘积即为耐张联板的屈曲荷载；约束条件是珠的分布率小于限定值；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加筋优化设计；S5：对耐张联板的合理加筋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加筋优化设计，若不满足，放松约束条件或者更改珠的参数，返回步骤S3进行拓扑优化。2.根据权利要求1所述的一种基于形貌优化的加强型耐张连板设计方法，其特征在于，步骤S2中，定义珠的尺寸参数：最小宽度w
min
、最大宽度w
max
、最大高度h
max
、拔模角θ；将初始模型中的设计区域划分为n个直径为w
min
的圆形子区域，子区域大致呈六边形分布，在优化过程中，子区域内单元的所有节点沿着单元法向一起移动，生成六棱柱形状的珠，如果某个珠的一边没有其他珠生成，则在其边缘形成一个平滑的斜坡，其角度等于拔模角θ；最后连续分布的珠形成加强筋，加强筋的最小宽度、最大高度和拔模角也为w
min
、h
max
和θ。3.根据权利要求2所述的一种基于形貌优化的加强型耐张连板设计方法，其特征在于，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：BDF≤bX
i
≤...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍川，叶中飞，蔡道达，刘泽辉，严波，陶亚光，高英博，张博，孙运涛，陆桂来，刘光辉，炊晓毅，李清，马伦，张世尧，谢凯，高超，陈钊，张帅，宋高丽，李梦丽，
申请(专利权)人：重庆大学国网河南省电力公司国家电网有限公司南京电力金具设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：