[发明专利]一种评价输电线路铁塔螺栓强度的有限元分析方法

权利要求书

1.一种评价输电线路铁塔螺栓强度的有限元分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据电力行业标准《输电线路杆塔及电力金具用热浸镀锌螺栓与螺母》，建立输电线路铁塔螺栓、螺母和夹板的分析模型：

(1)三维实体模型的创建，采用有限元软件ABAQUS的草绘功能创建螺栓、螺母和夹板的三维实体模型；

(2)材料参数的定义，依据标准中螺栓和螺母的强度等级定义材料参数；

(3)模型接触的定义，依据台架试验方案对螺栓、螺母和夹板定义接触，并对法向和切向的接触属性进行设定；

(4)单元类型的选取，选取ABAQUS中适用于接触分析的十节点四面体单元C3D10M，对分析模型赋予单元属性；

步骤二、根据螺栓台架试验的加载方案，建立仿真分析模型的载荷边界条件：

(1)分析步的定义，在试验中首先对螺栓进行预紧，然后进行台架试验，在ABAQUS定义两个分析步；

(2)载荷边界的定义，在分析步一中定义螺栓预紧力，在分析步二中定义台架试验的交变载荷；

步骤三、根据强度评价准则，输出仿真分析模型的计算结果：

(1)预紧力结果的定义和输出，在场输出设定中勾选CFORCE和CSTATUS选项，其他默认设定保持不变；

(2)在ABAQUS的后处理模块中，输出螺栓轴向的预紧力、接触压力、应力和塑性变形结果。

2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述步骤一中，三维实体模型的创建，首先建立螺杆、螺母和螺纹的三维模型，然后采用ABAQUS的布尔运算生成螺栓和螺母的螺纹。

3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述步骤一中，材料参数的定义根据力学性能测试的真应力-应变曲线得到。

4.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述步骤一中，接触属性的定义，接触法向定义为‘硬’接触，接触算法选取为增广拉格朗日法，接触切向定义摩擦系数为0.1。

5.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述步骤二中，分析步的定义选用ABAQUS的静力、通用分析步。

6.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述步骤二中，预紧力的施加方法采用载荷定义选项中Bolt Load法，在螺杆中面位置施加轴向预紧力。

7.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述步骤二中，下夹板施加固定约束，上夹板施加交变载荷。

8.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述步骤三中，结果数据在场输出设定中定义接触面节点集合，然后导出轴向预紧力、应力和塑性应变。