瓷支柱绝缘子ANSYS仿真技术报告.doc

项目总结 电气0912班 卢晨 我主要负责仿真部分，故主要对仿真过程中遇到的困难及所得到的仿真结果进行总结，对于支柱绝缘子的性质及目前采用的探伤方法等省略不述。 一、建模 采用自底向上的建模方法，先定义关键点，然后由点到线、到面、再到体，完成支柱绝缘子的模型建立。数据采用华北电力大学硕士学位论文《瓷支柱绝缘子振动声波探伤的初步研究》中数据进行模拟。最后数据应采用所研究的支柱绝缘子所提供的数据经过计算得到。应计算的参数有伞数、总高、最大伞径、上下安装孔尺寸等。 对于支柱绝缘子所用的材料的物理性质也要有所了解，以配合仿真。例如陶瓷部分及铸铁部分的单元类型、弹性模量、泊松比、密度及波速等。在本次仿真中采用数据如下： 陶瓷：采用Solid65单元类型 杨氏模量7.3×1010N/m2 波松比为0.38 波速为3.1x103m/s 密度为7.6x103kg/m3 单元类型:Solid 65 三维钢筋混凝土实体单元，能够计算拉裂和压碎；在混凝土应用中，该单元的实体功能可以用于建立混凝土模型，同时，还可用加筋功能建立钢筋混凝土模型；该单元由八个节点定义，每个节点有三个自由度：节点坐标系的x、 y、z方向的平动。本混凝土单元与SOLID45 (三维结构实体)单元类似，只是增加了特别的断裂和压碎功能；所建立的混凝土模型具有断裂（沿三个正交方向）、压碎、塑性变形和蠕变功能；钢筋模型具有拉伸和压缩功能，没有剪切功能。 铸铁部分：采用Solid186单元类型 杨氏模量1.05×1011N／m2 波松比为0.28 波速为3.7×103m／s 密度7.7x103kg／m3 设置方法为：选择主菜单中的Preprocessor／Material Props／Material Models命令，弹出Define Material Model Behavior对话框，依次双击右边的Material Models Available列表框中的Structural／Linear／Elastic Isotropie选项，在随之弹出的Linear Isotropic Properties for Material Number对话框中输入材料的弹性模量和泊松比。完成后，点击Fluids/Viscosity选项，在对话框中输入波速。完成后点击Acoustics/Density选项，输入密度。因为在Ansys中对于各物理量的单位没有要求，因此只要符合一统一标准即可，但是需用e表示。 设置好属性后，在主菜单中选择Prepeocessor菜单，在展开的子菜单项中选择Element Type，展开下面的子菜单项，选择Add／Edit／Delete命令，弹出Element Type对话框，单击Add按钮，添加单元，弹出Library of Element Type对话框，可以看到Library of Element Type列表框中所提供的单元类型。将材料与单元属性匹配即可。具体的匹配过程，在网格划分时通过人为选择完成。 通过支柱绝缘子的具体数据，通过画图完成建模。完成后的图形如下： 所用的支柱绝缘子尺寸为： 关键点的生成： 选择主菜单命令Preprocessor／Modeling／Create／Keypoints／In Active CS打开如图所示的Creat Keypoints in Active Coordinate System对话框。以当前激活坐标系为参照输入关键点坐标，单击OK按钮则该关键点被创建，如果要连续定义几个关键点，输入坐标后单击Apply按钮，然后继续下一个关键点坐标的输入。 在此，需要创建关键点：K1(0，0，O)，K2(0,0．116，O)，K3(0．03，0．116，0)，k4(0．03，0．06，O)，K5(0．07875，0．06，0)，K6(O．07875，0．054，0)，K7(0．105，0．054，0)，K8(0．1082，0．08645，0)，K9(0．105，0．096，O)，K10(0．116，0．096，0)，K11(0．135，0．054，0)，K12(0．1575，0．054，0)，K13(0．3675，0．054，O)，K14(O．3675，0．06，O)，K15(0．39，0．06，0)，K16(0．39，0．09，0)，K17(0．42，0．09，0)，K18(0．42，0，0)，K19(0．06，0，0)，K20(0．06，0．054，0)，K21(0．38，0．054，0)，K22(0．38，0．O) 线的生成： 选择主菜单命令Preprocessor／Modeling／Create／Lines／Lines/In Active Coord，选择两个已有的关键点即可定义。先建立直线LSTRl-2，LSTR2-3，LST