ANSYS自定义截面法在输电铁塔加固分析中的应用

莫 钧，刘浩春，李 景

（1.云南电网有限责任公司红河供电局，云南 红河 661100；2.三峡大学 电气与新能源学院，湖北 宜昌 443002）

0 引 言

输电线路塔线体系的外载荷主要是风载荷和导线覆冰。由于塔身结构面积较大，导线较长，且外部风载变化频繁，风载荷将较大。在强台风、下击暴流作用下，塔身结构可能受到较为严重的损害[1-2]。

输电线路塔线耦合体系分析是线路设计、运行及维护过程中的重要手段，可使用大型有限元分析软件ANSYS进行分析。以较小成本增加铁塔抵抗灾害天气的能力是较为经济的方法，其中对薄弱部位进行背靠背双主材加固是最佳方法[3]。

1 自定义截面概述

图1 自定义截面流程

2 建模实例

2.1 模型准备

∟180×14的角钢是100 kV线路塔腿主材常用的热镀锌角钢类型。本文将使用此规格进行双主材背靠背梁的模型建立，截面形状如图2所示。

图2 背靠背双主材截面

在ANSYS中定义两个常量l和t存储角钢的长度和厚度，即l=180 mm，t=14 mm。图2中的11个点的坐标依次为（0,l）、（t,l）、（t,t）、（l,t）、（l,0）、（0,-l）、（-t,-l）、（-t,-t）、（-l,-t）、（-l,0）、（0,0）。

按11个点的坐标进行关键点定义后，根据点号和图1所示的拓扑关系创建直线，其APDL命令流为：

K,1,0,L

K,2,T,L

…

LSTR,1,2

LSTR,2,3

2013年年底，分管市长专门召集试点工作领导小组各成员单位，布置2013年度实施最严格水资源管理制度年度考核工作。2014年年初，市政府办、市发改委、市水利局、市绩效办联合组成了最严格水资源管理制度考核小组，对各责任单位进行了考核。2014年5月，试点工作领导小组办公室将考核结果上报了市政府，经市政府领导批示同意后，将考核结果通报各责任单位，并抄报市委组织部。

…

创建边界后，在Main menu中依次选择Preprocess→Modeling→Create→Area→Arbitary→By Lines。在弹出的对话框中，拾取边界或直接编写命令流：

LSEL,ALL

AL,ALL

2.2 边界剖分

为在使用截面时进行剖分，需划分章节2.1中形成的面边界线，如将边界的长边部位划分为12段，其APDL命令流为：

LESIZE,ALL, , ,12, , , , ,1

将所有边界进行自动划分，可在GUI中依次选择Preprocessor→Meshing→Mesh Tool。在弹出对话框的lines中选择set，然后点击pick all，可将全部12条边进行剖分。

2.3 截面存储

在主菜单中，选择Preprocessor→Modeling→Secti ons→Custom Section→Write From Areas，或直接执行如下命令：

SECWRITE,’doubleMain’,’SECT’

截面信息文件储存在当前ANSYS工程的工作目录下，名为doubleMain.SECT。为使用该截面信息，执行Preprocessor→Modeling→Sections→Custom Section→Read From Existing Sections，在弹出的对话框中选择生成截面文件，或直接执行：

SECTYPE,1,BEAM,MESH,

SECOFFSET,CENT,,,

SECREAD, "doubleMain ", "SECT ", " ",MESH

ANSYS自动指定截面的ID号。为构成全部截面的枚举，应将该命令置于全部命令流的末尾。ANSYS中的自定义截面信息如图3所示。

3 结 论

ANSYS软件内置了大量自定义截面，可设置截面参数以适应不同的梁受力分析条件。本文通过实例设置了自定义双主材背靠背截面，并提供了相应的截面存储和使用方法，为进行铁塔加固的动力学时程分析奠定了基础。

图3 ANSYS自定义截面信息