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山火过后退火温度对导线力学性能和疲劳寿命的影响

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摘 要

EFFECT OF ANNEALING TEMPERATURE ON FATIGUE LIFE AN

ABSTRACT

目 录

1.1研究背景及意义

1.1.1 本课题背景

1.1.2 课题的研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3 本文研究内容

第二章 导线受力和疲劳寿命的理论分析

2.1 导线基本方程

2.2导线应力变化与状态变化关系方程

2.3 判定导线山火后能否继续承载的理论计算[28]

2.4 疲劳寿命理论

第三章 有限元分析山火对架空输电导线疲劳寿命的影响

3.1有限元与建模计算理论

3.2有限元模型的建立

3.3模拟对应的工况与导线的物理参数

3.4导线热力数值计算

3.4.1模型的建立与前处理

3.4.2计算结果分析

3.5导线的疲劳寿命分析计算

3.6 输电导线山火过后整体分析计算

第四章 输电导线山火模拟疲劳实验

4.1 实验器材与设备

4.2 试验方法

4.3 JL/G1A-400/35导线试验结果与分析

4.3.1 JL/G1A-400/35导线原始数据

4.3.2 JL/G1A-400/35导线试验结果与分析

4.3.3 JL/G1A-400/35真实山火导线、新线和300℃下烧过的导线单丝疲劳对比

4.4 JL/G1A-300/25、240/30、300/40导线试验结果及分析

4.4.1 三种导线试验结果与分析

4.5 试验结论

第五章 总结与展望

5.1论文总结

5.2展望

参考文献

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摘要

架空输电导线是输电网络的重要组成部分之一。我国的自然环境和气候条件比较复杂,在山区,冬季和春季是山火频发的季节。当山火发生时,空气中气体出现的明显的热游离温度在300℃-700℃之间。山火的蔓延会对高压线路的安全运行产生影响,使得输电线路的材料性能发生不可逆的变化。从而给人民生活和工业生产带来危害,造成巨大的经济损失。因此,研究输电线路导线在山火过后的力学特性就显得尤为重要。 本文内容主要分为两个部分,一是对导线进行山火模拟试验,研究了退火温度对架空输电线路(钢芯铝绞线)疲劳寿命的影响。二是通过有限元模拟,分析了火灾发生过程中导线位移场和等效应力场的变化。主要研究内容如下: (1)将导线用管式电阻炉进行烘烤,以此来模拟导线山火后的工况,并对退火导线进行拉伸疲劳实验,进而研究退火温度对导线疲劳性能的影响。 (2)应用ANSYS有限元软件对实验导线进行建模并施加温度边界,进而模拟退火后导线拉伸疲劳的情况,得到导线每一层的应力分布,根据所得应力分布,对导线进行了疲劳寿命计算,得出相应的结论。 (3)用ANSYS模拟山火后的温度场,计算得出山火发生时导线输电导线整体的位移场与应力场,得到的结果对输电导线的优化以应对真实山火有一定的指导作用。 研究结果表明,三层铝线疲劳断裂时拉伸次数随退火随温度变化的趋势比较相近,当退火温度小于250℃时拉伸次数值都很大,即拉伸次数都超过了120000次;当退火温度在250℃到500℃之间时,随着退火温度升高疲劳拉伸次数均减少。铝线外、中、内各层的拉伸次数均在退火温度300℃后有明显下降趋势,即在退火温度高于300℃下烧烤的导线中,抗疲劳特性明显受到影响,疲劳寿命明显变低。当退火温度到达500℃时,拉伸次数均到达最小值,即500℃烧烤后的导线抗疲劳特性也最差。因此,温度过高(≧500℃)会明显降低其抗疲劳特性,即输电线导线在高温过后极易发生疲劳破坏而发生事故。

著录项

  • 作者

    任贤达;

  • 作者单位

    太原理工大学;

  • 授予单位 太原理工大学;
  • 学科 力学
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 陈维毅;
  • 年度 2018
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类
  • 关键词

    退火温度; 导线; 力学性能; 疲劳寿命;

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