盘形悬式绝缘子结构的分析和优化

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1、TH122公开分类号：____________密级：______________ＵＤＣ：____________单位代码：______________10127硕士学位论文论文题目：盘形悬式绝缘子的结构分析与优化200902090学号：_________________________作者：_________________________周兆禹机械制造及其自动化专业名称：_________________________2012年06月08日内蒙古科技大学硕士学位论文论文题目：盘形悬式绝缘子的结构分析与优化作者：_____________________

2、____周兆禹指导教师：李强教授单位：内蒙古科技大学协助指导教师：单位：单位：论文提交日期：2012年06月08日学位授予单位：内蒙古科技大学盘形悬式绝缘子的结构分析与优化StructureAnalysisandOptimizationoftheCapandPinInsulator研究生姓名：周兆禹指导教师姓名：李强内蒙古科技大学机械工程学院包头014010，中国Candidate：ZHOUZhaoyuSupervisor：LIQiangSchoolofMechanicalEngineeringInnerMongoliaUniversityofScienc

3、eandTechnologyBaotou014010，P.R.CHINA独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得内蒙古科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名：___________日期：____________关于论文使用授权的说明本人完全了解内蒙古科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复

4、印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：___________导师签名：___________日期：____________内蒙古科技大学硕士学位论文摘要绝缘子是架空输电线路的重要组成部分，主要在高压输变电线路中起绝缘、机械连接和支持作用。盘形悬式绝缘子是线路绝缘子中使用最普遍和最重要的一种线路绝缘子。特别是近年来随着城乡电网建设与改造、西电东送、三峡工程、铁路建设及特高压联网工程的建设，此类绝缘子的需求量在不断加大。因此对这类绝缘子结构的优化具有很大的

5、意义。本文首先通过有限元分析软件ANSYS对绝缘子进行静力分析，并在此基础上优化钢脚的尺寸。通过机械拉伸试验来验证优化结果的可行性。课题还借助ANSYS对绝缘子进行模态分析，分析了解绝缘子的振动特性。综上所述，对绝缘子进行结构分析有一定的意义和价值。主要研究的工作有以下几方面：1.在软件ANSYS中对绝缘子进行了参数化建立模型进行静力学分析。介绍了绝缘子静力学分析的过程，并观察了绝缘子在受额定拉伸负荷时，各部分的位移和应力情况。论证了绝缘子在受拉时，其胶合剂部分和瓷件部分是受压的特性。并通过分析判定绝缘子做机械破坏负荷时的破坏情况一般为脚的变形或瓷件的破裂

6、。2.对绝缘子钢脚的优化建立数学模型，并在ANSYS中，依据对绝缘子静力分析的结果，提取目标函数变量和状态函数变量，制定各优化变量的区间范围选择零阶方法对绝缘子进行优化。通过软件查看优化循环的设计序列，并查看目标函数的变化图，分析对比优化前后各参数的变化，计算了每只钢脚节约钢材的使用量。3.根据优化的结果，对钢脚进行试制并按原工艺对绝缘子进行胶装。对胶装完成的绝缘子进行逐个试验和抽样试验。通过机械试验和电气试验，论证了优化后的绝缘子能够承受正常工作负荷。主要论述了绝缘子机电破坏负荷试验的过程，并通过相应的计算，验证了优化后的绝缘子是合格的。虽然强度比优化前

7、的绝缘子要有所减小，但是相对额定的机电破坏负荷，在其强度上仍有一定的裕度。4.对绝缘子建立三维实体模型，对其进行模态分析，提取前十阶模态的固有频率和振型。通过对各阶模态的分析，了解绝缘子的振动特性，一方面为绝缘子的故障诊断提供依据，另一方面也为绝缘子的动力学分析奠定了基础。关键词：悬式绝缘子；ANSYS；模态分析；优化；试验I内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractInsulatorisanimportantpartofthetransmissionanddistributionequipment,mainlyfromthehighvoltagepowe

8、rtransmissionlineinsulation,mecha