ANSYS有限元法分析均匀覆冰架空线找形：验证与应用前景

本研究聚焦于"均匀覆冰下的架空线有限元找形分析"，主要探讨的是在ANSYS软件环境下，如何通过建立架空线的有限元模型，对该线路在不同工况下的找形行为进行分析。找形分析在电力系统中至关重要，因为它能确定架空线路的初始状态，进而影响微风振动、覆冰舞动等动力学分析的准确度。架空线作为典型的索结构，其找形问题通常通过力密度法、动力松弛法和非线性有限元法来解决，其中非线性有限元法如ANSYS因其通用性和广泛应用被选为研究工具。 在ANYSYS中，首先假设架空线是理想柔性且只承受拉力，不考虑弯矩和压力，并满足胡克定律。找形过程分为两种情况：当垂直载荷沿弧线均匀分布时，架空线呈现为悬链线，对应的数学模型称为悬链线公式；而垂直载荷沿弦线分布则形成抛物线，相应的计算方法被称为抛物线公式。这两种公式是确定架空线几何形态的基础。 通过对比ANSYS找形结果与理论计算，研究发现ANSYS的找形方法得出的结果更接近精确的悬链线解，验证了其在架空线找形分析中的可靠性。然而，覆冰状态下的找形结果显示，导线的参数会显著变化，这可能会对线路安全构成威胁。因此，有必要在实际运行中进行更为精确的找形分析，以预防潜在风险。 进一步的研究提出了结合有限元找形分析与在线监测系统的设想，这样可以在覆冰条件下实时获取更准确的监测数据，从而提升对电力线路维护和安全管理的效率。这项研究不仅深化了对架空线找形的理解，也为电力行业的实践操作提供了科学依据和技术支持。