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用于预绞式悬垂线夹的仿真建模方法、系统及介质技术方案

技术编号:40644206 阅读:6 留言:0更新日期:2024-03-13 21:24
本申请涉及一种用于预绞式悬垂线夹的仿真建模方法、系统及介质,包括下述步骤:将缠绕于中心轴线的预绞丝分段;对分段的预绞丝建立预绞丝中心线的参数方程;根据参数方程建立预绞丝模型;根据预绞丝模型和/或参数方程,得到橡胶衬垫轮廓曲线方程并建立对应的橡胶衬垫模型;根据调整橡胶衬垫轮廓曲线方程内的参数控制橡胶衬垫与中心导线接口处的平滑程度。仿真建模方法建立的模型可以通过直接更改参数改变模型对应部分,可以将接触和接口调节至平滑度较好的状态下。橡胶衬垫和预绞丝的模型调整方便,有利于多次尝试,降低试错成本。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及有限元建模二次开发领域,具体涉及一种用于预绞式悬垂线夹的仿真建模方法、系统及介质


技术介绍

1、随着我国经济的快速发展,城乡一体化的进程也在加速推进,电气下乡是统筹城乡一体化进程的关键步骤。为了使电力资源普及到我国每一个村镇,铺向偏远山区的输电线路数量猛增,但是由于乡村的人口稀疏分散,为了控制电路成本以及跨越高山深谷的需要,山区的输电线路相较于城市地区的输电线路都偏长。因为两塔之间架设了更长的输电线路,又地处偏远山区,所以输电线路出现问题的概率以及维护成本都更加的高。在目前的应用背景下,改进预绞式线夹是增强线路安全最经济合理的方法,预绞式线夹具有安装方便,坚实耐用,经济便宜等优点,研究预绞式线夹对于输电线路的安全问题具有非常重要的意义。

2、由于预绞式线夹的复杂的力学环境,单纯的实验难以探明其力学机理和验证数据的正确与否。而有限元仿真建模能够在较为理想化的情况下对模型进行力学研究和可视化分析,仿真结果可以与实验数据对比分析,相互印证,结果更加准确。

3、但是,预绞式线夹中的预绞式悬垂线夹,其作为大跨径线路时使用的线夹,结构较为复杂,涉及到的曲线环绕部分较多,并且橡胶衬垫与预绞丝的接触情况复杂,传统的建模方法难以准确快速、精准地建立起其仿真模型。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本申请提供如下技术方案:

2、一方面,本申请提供了一种用于预绞式悬垂线夹的仿真建模方法,包括下述步骤:

3、将缠绕于中心轴线的预绞丝分段;</p>

4、对分段的预绞丝建立预绞丝中心线的参数方程;

5、根据参数方程建立预绞丝模型;

6、根据预绞丝模型和/或参数方程,得到橡胶衬垫轮廓曲线方程并建立对应的橡胶衬垫模型;

7、根据调整橡胶衬垫轮廓曲线方程内的参数控制橡胶衬垫与中心导线接口处的平滑程度。

8、在其中一种实施方式中,将缠绕于中心轴线的预绞丝分段,包括:

9、缠绕于中心轴线的预绞丝分段至少被划分成四段两两对称平滑相接的圆弧曲线,以及与圆弧曲线平滑相接的两段对称的直线段;

10、其中,圆弧曲线的半径是根据橡胶衬垫的大小确定的,预绞丝缠绕的中心轴线以坐标系的y轴为中心线对称设置。

11、在其中一种实施方式中,被划分成四段两两对称平滑相接的圆弧曲线包括:两第一圆弧段和两第二圆弧段,第一圆弧段的两端分别平滑连接另一第一圆弧段和第二圆弧段。

12、在其中一种实施方式中,对分段的预绞丝缠绕的中心轴线建立预绞丝中心线的参数方程,包括:

13、第一圆弧段的预绞丝参数方程为

14、

15、第二圆弧段的预绞丝参数方程为

16、

17、直线段的预绞丝参数方程为

18、

19、其中,rh为预绞丝的成型孔径;

20、为预绞丝在垂直于缠绕中心轴线平面的旋转角;

21、θ为缠绕于中心轴线的预绞丝上任意一点与第一圆弧段的圆心连线与y轴形成的夹角;

22、s为预绞丝的弧坐标,第一圆弧段的长度为s1,第二段圆弧段的长度为s2;

23、r1为在y轴上原点到第一圆弧段的长度,r2为第二段圆弧的半径长度;

24、θn为第二段圆弧上任意一点与第一圆弧段、第二段圆弧内圆心连线形成的夹角;

25、β为预绞丝的捻角。

26、在其中一种实施方式中,控制橡胶衬垫与中心导线接口处平滑程度的橡胶衬垫轮廓曲线方程内的参数包括:r0、r1、z2;

27、其中,在y轴上第一圆弧段的直径被原点划分成r0和r1,r0为在y轴上原点到第一圆弧段圆心的长度,z2为橡胶衬垫长度的一半。

28、在其中一种实施方式中,根据参数方程建立预绞丝模型,包括:

29、根据参数方程建立单根预绞丝模型,通过对单根预绞丝模型或者参数方程示出的坐标进行旋转获得多根预绞丝模型;

30、并通过python程序将参数方程结合模型特征写入脚本程序中,建立预绞丝模型。

31、在其中一种实施方式中,通过python程序将参数方程结合模型特征写入脚本程序中,建立预绞丝模型之后,还包括:

32、将python语言编程建立的预绞丝模型导入abaqus进行可视化分析。

33、在其中一种实施方式中,根据预绞丝模型和/或参数方程,得到橡胶衬垫轮廓曲线方程并建立对应的橡胶衬垫模型,包括;

34、橡胶衬垫模型与预绞丝模型基于同一参数方程建立,并基于预绞丝和橡胶垫相接触的原则,通过python程序化建模完成的。

35、另一方面,本申请还提供了一种仿真建模系统,包括:

36、分段模块,用于将缠绕于中心轴线的预绞丝分段;

37、计算模块,用于对分段的预绞丝建立预绞丝中心线的参数方程;

38、建模模块,用于根据参数方程建立预绞丝模型;以及用于根据预绞丝模型和/或参数方程,建立对应的橡胶衬垫模型;

39、调节模块,用于根据调整橡胶衬垫轮廓曲线方程内的参数控制橡胶衬垫与中心导线接口处的平滑程度。

40、又一方面,本申请还提供了一种介质,介质存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中的用于预绞式悬垂线夹的仿真建模方法。

41、本申请至少具有以下有益效果:

42、预绞式悬垂线夹的橡胶衬垫与预绞丝的接触情况、橡胶衬垫与中心导线接口处的预绞丝的平滑过渡情况均对预绞式悬垂线夹对导线的加固情况有较大的影响。在本申请中,采用曲线方程和空间坐标的方式确认空间中曲线和点状况,建模参数的数据表征更加明显。由于预绞式悬垂线夹的橡胶衬垫与预绞丝是参数化建模,模型可以通过直接更改参数改变模型对应部分,可以将接触和接口调节至平滑度较好的状态下。此外,橡胶衬垫和预绞丝的模型调整方便,有利于多次尝试,降低试错成本。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于预绞式悬垂线夹的仿真建模方法,其特征在于,包括下述步骤:

2.根据权利要求1所述的仿真建模方法,其特征在于,所述将缠绕于中心轴线的预绞丝分段,包括:

3.根据权利要求2所述的仿真建模方法,其特征在于,被划分成四段两两对称平滑相接的圆弧曲线包括:两第一圆弧段和两第二圆弧段,所述第一圆弧段的两端分别平滑连接另一所述第一圆弧段和所述第二圆弧段。

4.根据权利要求3所述的仿真建模方法,其特征在于,所述对分段的预绞丝缠绕的中心轴线建立预绞丝中心线的参数方程,包括:

5.根据权利要求4所述的仿真建模方法,其特征在于,控制橡胶衬垫与中心导线接口处平滑程度的橡胶衬垫轮廓曲线方程内的参数包括:R0、R1、Z2;

6.根据权利要求1-5中任一项所述的仿真建模方法,其特征在于,所述根据所述参数方程建立预绞丝模型,包括:

7.根据权利要求6所述的仿真建模方法,其特征在于,所述通过Python程序将所述参数方程结合模型特征写入脚本程序中,建立预绞丝模型之后,还包括:

8.根据权利要求6所述的仿真建模方法,其特征在于,所述根据所述预绞丝模型和/或所述参数方程,得到橡胶衬垫轮廓曲线方程并建立对应的橡胶衬垫模型,包括;

9.一种仿真建模系统,其特征在于,包括:

10.一种介质,所述介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的用于预绞式悬垂线夹的仿真建模方法。

...

【技术特征摘要】

1.一种用于预绞式悬垂线夹的仿真建模方法,其特征在于,包括下述步骤:

2.根据权利要求1所述的仿真建模方法,其特征在于,所述将缠绕于中心轴线的预绞丝分段,包括:

3.根据权利要求2所述的仿真建模方法,其特征在于,被划分成四段两两对称平滑相接的圆弧曲线包括:两第一圆弧段和两第二圆弧段,所述第一圆弧段的两端分别平滑连接另一所述第一圆弧段和所述第二圆弧段。

4.根据权利要求3所述的仿真建模方法,其特征在于,所述对分段的预绞丝缠绕的中心轴线建立预绞丝中心线的参数方程,包括:

5.根据权利要求4所述的仿真建模方法,其特征在于,控制橡胶衬垫与中心导线接口处平滑程度的橡胶衬垫轮廓曲线方程内的参数包括:r0、r1、z2...

【专利技术属性】
技术研发人员:叶中飞张博刘小会庞锴张璐伍川吕中宾李清刘光辉陶亚光张世尧炊晓毅谢凯李梦丽卢明杨晓辉刘泽辉薛艳艳宋晓源岳婷陈钊张晓茹宋高丽
申请(专利权)人:国网河南省电力公司电力科学研究院
类型:发明
国别省市:

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