钢筋混凝土电杆结构的有限元分析
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编辑:杭州那泰科技
锥形电杆力学性能检测装置示意图,检测时先用自重消除装置的千斤顶承担整根电杆的重量,然后逐步撤除千斤顶顶力,减小的值相当于在电杆重心位置的自重作用,将重心处的重力折算到加载端(稍端)的荷载。当自重消除装置的千斤顶的力全部撤除后,再用加载端的液压千斤顶逐级加载,电杆所受荷载即为自重(折算到稍端)和液压千斤顶加载力之和。
锥形钢筋混凝土电杆结构的有限元分析模型选用分离式模型。混凝土采用8节点三维非线性实体单元Solid65,钢筋采用link8单元。将各根电杆的配筋情况按钢筋面积相等的原则,调整为12根钢筋均匀布置于电杆横断面上(图2)。这样做既能满足网格划分尺寸要求又不会影响计算精度,且方便建模。
建模时,设定总体坐标系为柱坐标系(图2),在极坐标平面建立1/12内圆环面,根据拉伸比例沿着z轴拉伸形成电杆内环实体模型,同理形成电杆1/12外环实体模型,执行外环体和内环体的布尔减操作,形成1/12的电杆几何实体模型。然后,旋转复制12次形成整个电杆模型。用工作平面切分出纵筋和箍筋位置,既可以对钢筋准确定位又保证钢筋和混凝土在共享边界上变形协调。
锥形钢筋混凝土电杆中的混凝土采用Solid65单元,便于模拟混凝土的开裂和极限承载力,混凝土材料的本构关系采用ANSYS默认的本构关系,即在混凝土开裂和压碎之前应力应变线性变化,混凝土达到某一应变值后应力应变关系进入下降段,采取拉应力破坏准则。

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