基于ANSYS的铁塔动态特性及稳定性有限元分析

延 边 大 学

2018年9月3日

本 科 毕 业 论 文

本科毕业设计

题 目：基于A N S Y S 的铁塔动态特性及

稳定性有限元分析

学生姓名：

学 院：工学院

专 业：机械设计制造及其自动化

班 级：

指导教师：

目录

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摘要 (1)

引言 (2)

第一章绪论 (3)

1.1国内外关于铁塔的研究现状 (3)

1.2本文工作 (4)

第二章 1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔的有限元建模 (5)

2.1 1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔概述 (5)

2.2 1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔有限元模型的建立 (5)

2.3 1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔有限元模型的建立 (6)

2.4 1C-SJ1-27m110KV铁塔的计算载荷 (9)

2.4.1 1C-SJ1-27m110KV铁塔的外载荷简介 (9)

2.4.2 1C-SJ1-27m110KV输电线路杆塔载荷计算 (9)

2.5 小结 (10)

3.1 1C-SJ1-27m110KV铁塔的静力分析 (10)

3.2 1C-SJ1-27m110KV铁塔的模态分析 (13)

3.3 小结 (18)

第四章 1C-SJ1-27m110KV输电铁塔的整体稳定性分析 (19)

4.1 1C-SJ1-27m110KV铁塔的在大风工况下（14N）的风振响应 (19)

4.1.1 铁塔在大风工况下的分析 (21)

4.2 1C-SJ1-27m110KV铁塔雪载工况 (23)

4.3 1C-SJ1-27m110KV铁塔的整体稳定性分析方法 (25)

4.4 拉线铁塔的简单介绍及想法 (26)

4.5 小结 (26)

第五章有限元分析法及软件的简要介绍 (27)

5.1 有限元分析法介绍 (27)

5.2 ANSYS软件介绍 (27)

结论 (28)

参考文献 (29)

致谢 (32)

摘要

对于现阶段输电铁塔测试开销昂贵、试验前有必要进行对输电铁塔的模拟仿真。输电铁塔作为电力输送的支柱，近年来，随着国民经济的快速增长，电力业发展迅疾，对输电铁塔行业飞速发展起到了推波助澜的作用。因此整个电力系统的安全与经济运行主要在于铁塔的安全可靠性。

在本篇论文中，有限元分析软件ANSYS与铁塔实验分析及检验各种工作条件下的响应分析研究，并比较铁塔数据，确保模型的真实性和正确性，在风荷载及雪载荷作用下的动力响应计算的塔，研究表明，有限元模型可以模拟试验塔的实际受力情况，为后续实验提供依据。

关键词：ANSYS；输电铁塔；有限元；建模；动态特性；稳定性

Abstract

According to the real tower test costly, test must be carried out before the simulation problem.Transmission tower as power transmission backbone, in recent years, with the rapid growth of the national economy, the rapid development of electric power industry, to promote the rapid development of transmission line tower industry. Safe and economic operation of the safety and reliability of the tower is directly related to power system.

In this paper, the finite element analysis software ANSYS simulation study from the static stability of transmission tower based on experimental data and compared with the tower, to ensure the accuracy of the model, ,the calculation of power tower in the wind load, snow load and seismic action under the impact load caused by the response; the

results show that the finite element model can simulate the tower test when the real stress condition, provide the basis for subsequent tower test simulation, the tower type etc..

Key words：ANSYS；power transmission tower；finite element method；Modeling；dynamic behavior；whole stability

引言

中国的经济建设从改革开放以后呈现百花齐放的蓬勃发展的状态，而作为中国的一项基本工业——电力，其他产业的发展的快慢直接受制于电力产业的发展。近年来，电力需求大幅增长的大城市，而热，水力和核能发电设备，大多数都远离城市，现如今社会正朝着发展高电压，大容量输电线路的建设方向稳步前进着。

电力系统的组成部分有很多，其中最重要组成部分就是大容量、高电压的架空输电线路，这也是必不可少的组成部分。也是电力传输，主要的链接交换，分配和功率调节系统。输电塔作为输电线路的支柱，总投资额的40%核算都由输电线路的输电铁塔承担，占有相当大的比重，电力系统的安全与经济运行与输电铁塔的安全可靠性息息相关，在现代社会越来越受到人们的关注。