输电铁塔螺栓滑移的数值模拟

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1、中国科学技术大学硕士学位论文输电铁塔螺栓滑移的数值模拟作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：黄伟东固体力学陈海波教授二。一三年六月UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationforMaster’SdegreeNumericaISimulationforBoltSilppageinSteelElectricIranSmISSIOnIOWerS——一■■■●一Author’SName：speciality：Supervisor：Finishedtime：HuangWeidongsolidmechanicsProf．Che

2、nHaiboJune，2013中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：筮埋!笸：￡中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进

3、行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。?自公开作者签名：签字日期：口保密(——年)醴导师签名：三!!垒：兰：￡签字日期：睡逝邀kl’．6l§摘要螺栓滑移是指螺栓连接在横向载荷作用下接触面的相对移动。在大量使用螺栓作为紧固件的输电塔中，由于螺栓滑移过程的复杂性，一般在结构分析时不考虑螺栓滑移的影响。然而有研究表明，在地基变形的情况下，螺栓滑移对输电塔的杆件内力及变形都有重要影响。故在采空区或冻胀区等可能导致输电塔塔基非均匀沉降的地区，未考虑螺栓滑移影响的传统结构分析软件不能

4、很好地模拟输电塔的运行状态。因此，对螺栓滑移过程的准确分析并在数值模拟中考虑其影响是十分必要的。本文首先选取输电塔中较易滑移的螺栓搭接角钢结构，介绍其滑移特性并利用有限元软件ANSYS建立其三维有限元模型。对螺孔为圆形的己知搭接滑移试验结果进行了有限元分析，所得结果与试验结果一致。其次，本文以单螺栓搭接结构为例，分析了影响滑移曲线的因素。结合已有的研究成果，提出了若干改变螺栓滑移特性的措施和一种改进的简化滑移模型。接着，为研究螺栓滑移模拟中参数的取值问题，本文在螺杆与螺孔的接触区域建立了三维螺纹模型。计算结果表明模拟参数的取值与螺杆一一螺孔接触区的螺纹有关。结合从无螺纹模型的仿

5、真分析过程中得出的相关结论，提出了一种初步预测螺栓搭接角钢结构滑移曲线的方法。最后，为对本研究组的室内模型塔及真实输电塔进行力学性能分析，选取其中的典型螺栓连接进行滑移试验。通过模拟曲线与试验结果的对比，验证了预测滑移曲线的方法的可行性。本文较为全面地对现有螺栓搭接结构的滑移试验进行了有限元模拟，得出其相应的滑移曲线，相关结果对进一步分析滑移过程及对输电塔的力学性能评估具有指导意义。关键词：螺栓滑移螺纹输电塔有限元模拟方法ABSTRACTBoltslippageistherelativemotioncausedbytransverseloadsbetweenmembersofb

6、oltedjoint．Becauseofitscomplexity,theeffectofboltslippageisusuallyignoredinthestructuralanalysisoflatticetransmissiontowerswithmanvboltedjointsaSfastenersinthetowers．However,itisfoundthatboltslippagehassignificanteffectsoninternalforcesanddeformationsofstructuralcomponentswhenthetransmission

7、towerislocatedatminingorfrost．heaveareaswhichmayleadtofoundationmovements．Therefore，itisdifficultfortraditionals缸rLlctLlralanalysissoftwarestopredictthetower’Srunningstatuswithsufficientaccuracy．Forthisreason，accuratedescriptionofboltslippageandcon