[发明专利]基于有限元仿真的耐张线夹压接工艺优化方法和装置

说明书

本发明公开了基于有限元仿真的耐张线夹压接工艺优化方法和装置，方法包括获取耐张线夹各零部件和压接模具的实测参数；根据实测参数，对所述耐张线夹各零部件及压接模具进行模型构建；对构建的模型进行压接过程仿真，分析耐张线夹在压接过程中的形变及残余应力分布；根据压接过程中的形变及残余应力分布分析结果，进行耐张线夹压接优化。本发明通过仿真对模具进行结构优化以减少残余应力，操作简单，实用性强。

技术领域

本发明属于电力装备技术领域，具体涉及一种基于有限元仿真的耐张线夹压接工艺优化方法和装置。

背景技术

电能的正常供应是人民日常生活进行的基本保障，其大规模长距离输送的主要载体为架空输电线路，而钢芯铝绞线作为构成架空输电线路的重要组成部分，其可靠性对于电力系统的正常运行至关重要。输电线路耐张线夹是用于在耐张、转角、终端杆塔的绝缘子串上固定架空导线，并承受导线张力的金具，不仅须承受导线的全部张力，还承担着载流任务，其安全可靠性不容忽视。输电线路耐张线夹需通过压模多步压接实现与导线间的稳固连接，压接过程中铝管和钢锚发生塑性变形易产生残余应力，给耐张线夹长期安全稳定运行造成重大隐患，因此对其残余应力的优化较少变得十分必要。

目前基于实验的优化方法不具有针对性且实施难度较大。

发明内容

为了解决现有技术中提出的耐张线夹残余应力较大的问题以及缺乏针对性优化的问题，本发明提供了一种基于有限元仿真的耐张线夹压接工艺优化方法。本发明通过仿真对模具进行结构优化以减少残余应力，操作简单，实用性强。

本发明通过下述技术方案实现：

基于有限元仿真的耐张线夹压接工艺优化方法，包括：

获取耐张线夹各零部件和压接模具的实测参数；

根据实测参数，对所述耐张线夹各零部件及压接模具进行模型构建；

对构建的模型进行压接过程仿真，分析耐张线夹在压接过程中的形变及残余应力分布；

根据压接过程中的形变及残余应力分布分析结果，进行耐张线夹压接优化。

优选的，本发明获取的所述实测参数包括各零部件尺寸参数以及压接位置参数。

优选的，本发明的模型构建步骤具体包括几何模型建立、材料添加、压接过程参数设置和网格划分四个子步骤。

优选的，本发明的几何模型建立子步骤具体为：

基于获取的实测参数，采用有限元软件对耐张线夹零部件及压接模具的原始结构进行几何建模，确定其对应位置关系。

优选的，本发明的材料添加子步骤具体为：

根据实际使用材料进行拉伸实验获得对应的力学材料参数，包括屈服强度、拉伸强度、杨氏模量、泊松比，将获得的材料参数增加到模型中。

优选的，本发明的网格划分子步骤具体为：

对耐张线夹各零部件几何模型和压接模具几何模型进行网格划分；

且网格的大小根据计算机内存来确定。

优选的，本发明的压接过程中的残余应力分布分析包括：

对完成压接后的所述耐张线夹整体进行参与应力分析；

对每一模压接后的残余应力进行分析。

优选的，本发明的压接过程中的残余应力分布分析具体为：

若设置对象为弹塑性，则采用的计算方法为稀疏算法，采用的迭代方法为牛顿-拉夫森算法；

若设置对象为塑性，则采用的计算方法为共轭梯度法，采用的迭代方法为直接迭代法。