一种耐张线夹压接飞边缺陷的工艺优化方法技术

本发明专利技术属于电力压接模拟技术领域，提供了一种耐张线夹压接飞边缺陷的工艺优化方法。本发明专利技术的优化方法包括：在三维软件中构建钢芯铝绞线、压接模具以及耐张线夹的三维模型，并进行零件的装配，得到装配后的三维模型；根据所述装配后的三维模型、压接工艺参数、各部件材料属性，在有限元分析软件中建立耐张线夹压接的有限元模型；对所述有限元模型中的压接模具施加位移负载对耐张线夹和钢芯铝绞线进行压接模拟，根据所述压接模具的反作用大小来获得压接所需的最小压接力；基于所述压接所需最小压接力，对压接速率、模具与耐张线夹之间的摩擦系数进行优化。本发明专利技术所述方法使用有限元软件进行耐张线夹压接仿真，找到合适的压接工艺参数，减少飞边的概率，节约试验成本。节约试验成本。节约试验成本。

【技术实现步骤摘要】
一种耐张线夹压接飞边缺陷的工艺优化方法


[0001]本专利技术涉及压接
，具体而言，涉及一种耐张线夹压接飞边缺陷的工艺优化方法。

技术介绍

[0002]耐张线夹是一种用于输电线路中的重要部件，由铝管，钢锚以及引流夹组成，被用于连接和固定钢芯铝绞线的转角、接续及终端，不仅需要承载导线的张力，还要确保电力的传输和输电线路的安全运行，耐张线夹的压接质量对输电线路的安全运行具有重要的意义。
[0003]目前，耐张线夹的压接一般采用液压方式，液压压接利用液体介质的传递压力原理，通过施加压力将耐张线夹紧固在钢芯铝绞线上，从而实现连接效果，但在液压压接过程中往往会出现飞边现象。飞边不仅影响美观，降低线夹的整体质量，还会导致带电金具与空气形成尖端放电，从而增加导线的放电风险，降低输电线路的安全性和运行可靠性。现在有通过优化压接工艺、改进压接设备、使用合适的材料及调整压接参数等方式来解决，例如，调整压接力度和速度来减少飞边的发生，但往往都是通过试验和经验来调整压接力度和速度等压接参数，这种方法具有一定的盲目性和试错性，试错成本较高，试验时间长，不一定能够及时找到最优的解决方案。
[0004]因此，我们需要开发出一种耐张线夹压接飞边缺陷的工艺优化方法，在有限元软件上进行耐张线夹的压接模拟，节约试验成本，并提供精确的压接过程模拟和分析，指导选择合适的压接工艺设计和参数。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种耐张线夹压接飞边缺陷的工艺优化方法，以解决上述
技术介绍
中提到的现有工艺优化方案中试错成本高、试验时间长等问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种耐张线夹压接飞边缺陷的工艺优化方法，所述方法具体步骤如下：
[0007]在三维软件中构建钢芯铝绞线、压接模具以及耐张线夹的三维模型，并进行零件的装配，得到装配后的三维模型；
[0008]根据所述装配后的三维模型、压接工艺参数、各部件材料属性，在有限元分析软件中建立耐张线夹压接的有限元模型；
[0009]对所述有限元模型中的压接模具施加位移负载对耐张线夹和钢芯铝绞线进行压接模拟，根据所述压接模具的反作用大小来获得压接所需的最小压接力；
[0010]基于所述压接所需最小压接力，对压接速率、模具与耐张线夹之间的摩擦系数进行优化。
[0011]进一步地，所述钢芯铝绞线的三维模型，是采用构造螺旋线和扫描的方法进行建模，各层螺旋线的螺距为各层导线的公称直径与节径比之乘，通过扫描指令对螺旋线进行
扫描以完成单根绞线，扫描轮廓为圆形轮廓，其中圆形直径为单线直径，最后对单根绞线进行阵列操作，完成各层绞线建模。
[0012]进一步地，所述装配后的三维模型，包括单模钢锚压接的三维装配模型与单模铝管压接的三维装配模型。
[0013]进一步地，所述各部件材料属性包括钢芯铝绞线的应力应变数据，所述应力应变数据通过在拉伸试验机上进行钢芯和铝绞线的拉伸试验获得，并根据所实测出的应力应变曲线，构建如下式所示钢芯以及铝绞线理想线性强化弹塑性力学模型：
[0014][0015]式中，σ为应力，ε为应变，E为弹性模量，ε
s
为屈服点对应的应变，σ
s
为屈服应力，E1为切线模量。
[0016]进一步地，所述压接工艺参数包括各零件之间的相互作用属性，其中：
[0017]各部件的接触选用全局通用自接触的接触类型；
[0018]接触属性的各类数据设置为：铝绞线之间的摩擦系数为1.05～1.35，钢芯之间的摩擦力为0.5，钢芯与铝绞线之间摩擦系数为0.61，铝绞线与铝管之间的摩擦系数为1.05～1.35，钢芯与钢锚之间的摩擦系数为0.5，模具与钢锚之间的摩擦力为0.5，模具与铝管之间的摩擦力为0.61。
[0019]进一步地，所述对所述有限元模型中的压接模具施加位移负载对耐张线夹和钢芯铝绞线进行压接模拟中，单模压接的具体操作为：约束上模具的六个自由度，对下模具施加位移载荷直至合模，并保压3～5秒后卸模，采用边界条件加幅值的方法来施加载荷后进行压接操作的仿真运行。
[0020]进一步地，所述获得压接所需的最小压接力具体为：压接仿真结束后，提取压接模具参考点上的反作用力折线图，其中最大值为该尺寸耐张线夹充分压接所需的最小压接力。
[0021]进一步地，所述对压接速率以及模具与耐张线夹之间的摩擦系数进行优化时，需要将压接过程中的载荷施加方式由位移负载转变为集中力，所述集中力的值为所述最小压接力的大小。
[0022]进一步地，所述对压接速率以及模具与耐张线夹之间的摩擦系数进行优化，具体为：在不同的压接速率以及模具与耐张线夹之间的摩擦系数下进行压接过程试验，得到最佳的压接速率以及模具与耐张线夹之间的摩擦系数。
[0023]由上述技术方案可知，本专利技术与现有技术相比至少具备以下优点和积极效果：
[0024](1)本专利技术通过使用有限元的分析方法，对耐张线夹和钢芯铝绞线的压接仿真，可以获得不同尺寸耐张线夹钢锚与铝管充分压接所需的最小压接力，为实际压接作业中的液压设备液压力的选取提供了参考。
[0025](2)本专利技术对有限元软件分析计算后的文件进行处理，可以得到铝管和钢锚压接时的钢芯铝绞线的应力/应变数据，与传统分析方法相比，得到更详实的变形数据，随后可以通过铝管与钢锚的应力/应变情况来分析压接缺陷，进行压接工艺的优化，从而有效提高耐张线夹压接后的使用性能与使用寿命。
[0026](3)本专利技术使用有限元软件进行耐张线夹压接仿真，能及时找到合适的压接工艺
参数，减少飞边的概率，节约时间和试验成本。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0028]图1示出了本专利技术实施例所提供的一种耐张线夹压接飞边缺陷的工艺优化方法流程图；
[0029]图2示出了本专利技术实施例所提供的耐张线夹结构简化图；
[0030]图3示出了本专利技术实施例所提供的钢锚单模压接模型装配图；
[0031]图4示出了本专利技术实施例所提供的铝管单模压接模型装配图；
[0032]图5示出了本专利技术实施例所提供的JL/G1A
‑
240/30钢芯铝绞线中钢芯应力应变数据；
[0033]图6示出了本专利技术实施例所提供的JL/G1A
‑
240/30钢芯铝绞线中铝绞线应力应变数据；
[0034]图7示出了本专利技术实施例所提供的标准压接工艺下的钢锚变形图；
[0035]图8示出了本专利技术实施例所提供的优化压接工艺后的钢锚变形图；
[0036]图9示出了本专利技术实施例所提供的标准压接工艺下的铝管变形图；
[0037]图10示出了本专利技术实施例所提供的优化压接工艺下的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐张线夹压接飞边缺陷的工艺优化方法，其特征在于，包括：在三维软件中构建钢芯铝绞线、压接模具以及耐张线夹的三维模型，并进行零件的装配，得到装配后的三维模型；根据所述装配后的三维模型、压接工艺参数、各部件材料属性，在有限元分析软件中建立耐张线夹压接的有限元模型；对所述有限元模型中的压接模具施加位移负载对耐张线夹和钢芯铝绞线进行压接模拟，根据所述压接模具的反作用大小来获得压接所需的最小压接力；基于所述压接所需最小压接力，对压接速率、模具与耐张线夹之间的摩擦系数进行优化。2.根据权利要求1所述的一种耐张线夹压接飞边缺陷的工艺优化方法，其特征在于，所述钢芯铝绞线的三维模型，是采用构造螺旋线和扫描的方法进行建模，各层螺旋线的螺距为各层导线的公称直径与节径比之乘，通过扫描指令对螺旋线进行扫描以完成单根绞线，扫描轮廓为圆形轮廓，其中圆形直径为单线直径，最后对单根绞线进行阵列操作，完成各层绞线建模。3.根据权利要求1所述的一种耐张线夹压接飞边缺陷的工艺优化方法，其特征在于，所述装配后的三维模型，包括单模钢锚压接的三维装配模型与单模铝管压接的三维装配模型。4.根据权利要求1所述的一种耐张线夹压接飞边缺陷的工艺优化方法，其特征在于，所述各部件材料属性包括钢芯铝绞线的应力应变数据，所述应力应变数据通过在拉伸试验机上进行钢芯和铝绞线的拉伸试验获得，并根据所实测出的应力应变曲线，构建如下式所示钢芯以及铝绞线理想线性强化弹塑性力学模型：式中，σ为应力，ε为应变，E为弹性模量，ε
s
为屈服点对应的应变，σ
s
为屈服应力，E1为切线模量。5.根据权利要求1所述的一种耐张线夹压接飞边缺陷的工艺优化方...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈盛官，曾正锋，邵徽图，钟浩，李建华，赵旭东，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：