大型法兰盘在输电塔中的应用研究

摘要

输电塔是一种量多而重要的生命线工程的电力设施。近十几年来，随着我国电力工业的飞速发展，越来越多的高耸输电塔遍布神州大地。在各种材料的输电塔中，钢管塔由于其优越性而越来越广泛的采用。目前已经出现多座100m以上的跨越江河湖海的高耸钢管输电塔。于是，对钢管塔的研究显得越来越重要。 法兰节点是钢管塔的一种非常重要也是主要的连接节点形式。法兰节点的受力性能和计算方法一直是一个重要的研究课题。由于跨越江河湖海的高耸钢管输电塔高度大、荷载大，传统形式的法兰盘越来越不能满足工程需要。于是，本文提出了六种新的大型法兰：三种无加劲肋大型法兰和三种有加劲肋大型法兰。 本文主要研究了三种形式的大型法兰：Ⅰ型、Ⅱ型无加劲肋法兰和Ⅰ型有加劲肋法兰。采取力学分析和有限元分析相结合的方法，推导得出了这三种形式的法兰的计算公式，提出了它们的设计方法，建立三维有限元模型，详细地研究了它们的受力性能。 目前国内还几乎没有大型法兰在输电塔中的研究资料，本文在理论上做了先行探索，期望能给以后的研究和设计提供一些有益的参考和建议。

目录

文摘

英文文摘

学位论文版权使用授权书及同济大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.2研究进展

1.3本文研究内容

第2章法兰节点有限元分析基础

2.1引言

2.2有限元计算的基本假定

2.3弹塑性理论相关内容

2.4 ANSYS非线性分析的基本理论

2.4.1材料非线性

2.4.2状态非线性

2.5有限元模型的建立及计算的若干问题

2.5.1法兰各部位的有限元模拟及单元的选择

2.5.2材料模型的选择

2.5.3几何模型的建立技巧及划分网格

2.5.4加载求解

2.5.5法兰节点有限元计算极限承载力的确定

2.6本章小结

第3章Ⅰ型无加劲肋大型法兰的研究与设计

3.1引言

3.2无加劲肋大型法兰盘的形式

3.3 Ⅰ型无加劲肋大型法兰的受力分析与计算方法

3.3.1 Ⅰ型柔性法兰的变形及弯矩分布

3.3.2 Ⅰ型柔性法兰的简化计算模型

3.3.3 Ⅰ型柔性法兰连接螺栓的受力分析与计算

3.3.4 Ⅰ型柔性法兰的法兰板厚度的计算

3.3.5 Ⅰ型柔性法兰连接焊缝计算

3.4 Ⅰ型无加劲肋大型法兰公式计算结果

3.5 Ⅰ型无加劲肋大型法兰有限元分析及比较

3.5.1 Ⅰ型柔性法兰有限元模型的建立

3.5.2设计拉力下Ⅰ型柔性法兰有限元计算及分析

3.5.3其它情况下Ⅰ型柔性法兰有限元计算及分析

3.6本章小结

第4章Ⅱ型无加劲肋大型法兰的研究与设计

4.1引言

4.2 Ⅱ型无加劲肋大型法兰盘的形式

4.3Ⅱ型无加劲肋大型法兰的受力分析与计算方法

4.3.1 Ⅱ型柔性法兰的变形及弯矩分布

4.3.2 Ⅱ型柔性法兰的简化计算模型

4.3.3 Ⅱ型柔性法兰连接螺栓的受力分析与计算

4.3.4 Ⅱ型柔性法兰的法兰板厚度的计算

4.3.5 Ⅱ型柔性法兰连接焊缝计算

4.4 Ⅱ型无加劲肋大型法兰公式计算结果

4.5 Ⅱ型无加劲肋大型法兰有限元分析及比较

4.5.1 Ⅱ型柔性法兰有限元模型的建立

4.5.2设计拉力下Ⅱ型柔性法兰有限元计算及分析

4.5.3其它情况下Ⅱ型柔性法兰有限元计算及分析

4.6本章小结

第5章有加劲肋大型法兰的研究与设计

5.1引言

5.2有加劲肋大型法兰盘的形式

5.3 Ⅰ型有加劲肋大型法兰的受力分析与计算方法

5.3.1 Ⅰ型刚性法兰的变形及弯矩分布

5.3.2 Ⅰ型刚性法兰的简化计算模型

5.3.3 Ⅰ型刚性法兰连接螺栓的受力分析与计算

5.3.4 Ⅰ型刚性法兰的法兰板厚度的计算

5.3.5 Ⅰ型刚性法兰肋板厚度的计算

5.3.6 Ⅰ型刚性法兰连接焊缝的计算

5.4 Ⅰ型有加劲肋大型法兰公式计算结果

5.5 Ⅰ型有加劲肋大型法兰有限元分析及比较

5.5.1 Ⅰ型刚性法兰有限元模型的建立

5.5.2设计拉力下Ⅰ型刚性法兰有限元计算及分析

5.5.3其它情况下Ⅰ型刚性法兰有限元计算及分析

5.6本章小结

第6章结论与展望

6.1结论

6.2进一步工作的方向

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果