多向荷載作用下FRP復(fù)合材料橫擔(dān)體系受力性能研究.pdf

1、在電網(wǎng)輸電桿塔結(jié)構(gòu)中，橫擔(dān)是十分重要的子結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，它是電網(wǎng)輸電桿塔中各向掛線連接的重要部位。以FRP復(fù)合材料替代輸電桿塔中的傳統(tǒng)材料，能夠顯著改善傳統(tǒng)材質(zhì)輸電桿塔出現(xiàn)的各類問題。但是國內(nèi)大部分學(xué)者和工程技術(shù)員通常只采用有限元模擬和理論分析的方法，對(duì)復(fù)合材料橫擔(dān)的研制設(shè)計(jì)及力學(xué)性能進(jìn)行一定的分析。所以，為了使復(fù)合材料橫擔(dān)在輸電桿塔結(jié)構(gòu)中得到更為全面的推廣應(yīng)用，有必要采取試驗(yàn)的方法對(duì)其進(jìn)行研究。
　　本文介紹了FRP復(fù)合材料在橫擔(dān)方

2、面的應(yīng)用現(xiàn)狀和研究意義，闡述了FRP材料的本構(gòu)關(guān)系以及橫擔(dān)體系在靜力分析方面的理論知識(shí)，以330kV輸電線路工程中的FRP復(fù)合材料橫擔(dān)體系為研究對(duì)象，分別選擇輸電塔構(gòu)架中典型的B相、B1相橫擔(dān)體系的足尺試件進(jìn)行承載能力的過載試驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上通過ANSYS15.0有限元軟件分析了B1相橫擔(dān)體系的承載力以及變形性能。
　　本次試驗(yàn)中橫擔(dān)體系受力點(diǎn)的荷載與位移之間基本呈線性變化規(guī)律，試驗(yàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)圖中曲線無明顯突變或拐點(diǎn)，說明FRP復(fù)合

3、材料橫擔(dān)體系在多向荷錢作用下基本處于彈性工作狀態(tài)，受力性能良好。FRP套管與鋼套管之間粘接牢固，二者未出現(xiàn)脫膠或相對(duì)滑移現(xiàn)象，荷載傳遞性良好。在多向荷載作用下，只在FRP材料表層在出現(xiàn)輕微撕裂現(xiàn)象，F(xiàn)RP材料整體聚合良好，可共同抵制外荷載作用。
　　利用ANSYS有限元軟件對(duì)B1相FRP復(fù)合材料橫擔(dān)體系進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，并考慮了FRP管材與鋼套管的接觸問題，根據(jù)試驗(yàn)中的加載制度在有限元模擬中創(chuàng)建了相應(yīng)的荷載步文件后對(duì)模型加載求解