当前位置：文档之家 › 第二章导线应力弧垂分析

第二章导线应力弧垂分析

  • 格式：pdf
  • 大小：117.65 KB
  • 文档页数：4

第二章 导线应力弧垂分析

第八节 最大弧垂的计算及判断

字体大小 小 中 大

设计塔杆高度、校验导线对地面、水面或被跨越物间的安全距离，以及按线路路径

的纵断面图排定杆塔位置等，都必须计算最大弧垂。最大弧垂可能在最高温度时或最大

垂直比载时出现。为了求得最大弧垂，直观的办法是将两种情况下的弧垂计算出来加以

比较，即可求得最大弧垂发生在什么情况下。

但为了简便起见，一般先判定出现最大弧垂的气象条件，然后计算出此气象条件下的弧垂，即为最大弧垂。判断出

现最大弧垂的气象条件，可用下面两种方法。

一、 临界温度法

若在某一温度，导线自重所产生的弧垂与最大垂直比载（有冰无风）时的弧垂相等，则此温度称为临界温度，用t

c

表示。

在临界温度的气象条件下比载g=g

1，温度t=t

c

，相应的弧垂为

（2－75）

以最大垂直比载时的g

3、t

3、σ

3为n状态，以临界温度时的g

1、t

1

、为

把上式化简，于是可解得临界温度为

（ 式中t

c—临界温度，℃；

t

3—覆冰时大气温度，℃；

σ

3—覆冰无风时的导线应力，MPa;

α—导线温度线膨胀系数，1/℃；

E—导线的弹性系数，N/mm2；

g

1—导线自重的比载， N/m.mm2；

g

3—导线覆冰时的垂直比载，N/m.mm2。

将计算出的临界温度t

c与最高温度t

max相比较，当t

max＞t

c时，最高温度时的弧垂f

1为最大弧垂；当t

max＜t

c时，覆冰

时的弧垂f

3为最大弧垂。

二、临界比载法

如果最高温度时导线的弧垂与某一比载在温度t

3下所产生的弧垂相等，则此比载称为临界比载，用g

c表示。

在最高温度气象条件下，比载g=g

1,

温度t=t

max，应力σ=σ

1，弧垂

。

由临界比载定义可知：f

1=f

3，从而可得下式

由上式解出g

c为

（2－78）

式中g

c—临界比载，N/m.mm2；

t

max—最高温度，℃；

t

3—覆冰时大气温度，℃； g

1—导线自重的比载，N/m.mm2；

σ

1—最高温度、比载为 时的导线应力，MPa；

α—导线温度线膨胀系数，1/℃；

E—导线的弹性系数，N/mm2。

将计算出的临界比载g

c与最大垂直比载g

3相比较，g

3＞g

c时，覆冰时的弧垂f

3为最大垂直弧垂；当g

3＜g

c时，最高

气温时的弧垂f

1为最大弧垂。

三、举例

【例2-4】 架空线通过Ⅳ类气象区，导线为LGJ-120/20,设线路档距为=300m且悬挂点等高，试计算导线的最大

弧垂。

解：导线比载、临界档距、控制条件及控制范围见本章例题。

（1）计算最高气温时的导线应σ

1；

由=300m，小于有效临界档距CBD=725.007m,所以控制条件为年平均运行应力和年平均气温，即σ

m=76.214

MPa ,t

m=10℃,g

m=g

1=34.015×10-3N/m.mm2。设最高气温时的参数为n状态，σ

n=σ

1，t

n＝t

max=40℃,g

n=g

1=34.015×10-3N/m.mm2。

由悬挂点等高时的状态方程为

把已知的参数值代入A、B的公式得：

将A、B代入状态方程得

即最高气温时的导线应力σ

1=62.036 （MPa）

（2）计算临界比载g

c为

由上节例题可知，最大垂直比载g

3=54.689×-3N/m.mm2。因为g

3＜g

c，所以最高气温时导线的弧垂为最大。

（3）计算导线的最大弧垂：

最大弧垂为

, 代

合集下载

导线应力弧垂分析(1-6节)

导线应力弧垂分析(1-6节)

第二章 导线应力弧垂分析

·导线的比载

·导线应力的概念

·悬点等高时导线弧垂、线长和应力关系

·悬挂点不等高时导线的应力与弧垂

·水平档距和垂直档距

·导线的状态方程

·临界档距

·最大弧垂的计算及判断

·导线应力、弧垂计算步骤

·导线的机械特性曲线

［内容提要及要求］

本章是全书的重点，主要是系统地介绍导线力学计算原理。通过学习要求掌握导线力学、几何基本关系和悬链线方程的建立；掌握临界档距的概念和控制气象条件判别方法；掌握导线状态方程的用途和任意气象条件下导线最低点应力的计算步骤；掌握代表档距的概念和连续档导线力学计算方法；了解导线机械物理特性曲线的制作过程并明确它在线路设计中的应用。

第一节 导线的比载

作用在导线上的机械荷载有自重、冰重和风压，这些荷载可能是不均匀的，但为了便于计算，一般按沿导线均匀分布考虑。在导线计算中，常把导线受到的机械荷载用比载表示。

由于导线具有不同的截面，因此仅用单位长度的重量不宜分析它的受力情况。此外比载同样是矢量，其方向与外力作用方向相同。所以比载是指导线单位长度、单位截面积上的荷载，常用的比载共有七种，计算公式如下：

1．自重比载

导线本身重量所造成的比载称为自重比载，按下式计算

（2-1）

式中：g1—导线的自重比载，N/m.mm2；

m0一每公里导线的质量，kg/km；

S—导线截面积，mm2。

2．冰重比载

导线覆冰时，由于冰重产生的比载称为冰重比载，假设冰层沿导线均匀分布并成为一个空心圆柱体，如图2－1所示，冰重比载可按下式计算：

（2-2）

式中：g2—导线的冰重比载，N/m.mm2；

b—覆冰厚度，mm；

d—导线直径，mm；

S—导线截面积，mm2。

图2-1 覆冰的圆柱体

导线应力弧垂分析(1-6节).

导线应力弧垂分析(1-6节).

第二章 导线应力弧垂分析

·导线的比载

·导线应力的概念

·悬点等高时导线弧垂、线长和应力关系

·悬挂点不等高时导线的应力与弧垂

·水平档距和垂直档距

·导线的状态方程

·临界档距

·最大弧垂的计算及判断

·导线应力、弧垂计算步骤

·导线的机械特性曲线

［内容提要及要求］

本章是全书的重点，主要是系统地介绍导线力学计算原理。通过学习要求掌握导线力学、几何基本关系和悬链线方程的建立；掌握临界档距的概念和控制气象条件判别方法；掌握导线状态方程的用途和任意气象条件下导线最低点应力的计算步骤；掌握代表档距的概念和连续档导线力学计算方法；了解导线机械物理特性曲线的制作过程并明确它在线路设计中的应用。

第一节 导线的比载

作用在导线上的机械荷载有自重、冰重和风压，这些荷载可能是不均匀的，但为了便于计算，一般按沿导线均匀分布考虑。在导线计算中，常把导线受到的机械荷载用比载表示。

由于导线具有不同的截面，因此仅用单位长度的重量不宜分析它的受力情况。此外比载同样是矢量，其方向与外力作用方向相同。所以比载是指导线单位长度、单位截面积上的荷载，常用的比载共有七种，计算公式如下：

1．自重比载

导线本身重量所造成的比载称为自重比载，按下式计算

（2-1）

式中：g1—导线的自重比载，N/m.mm2；

m0一每公里导线的质量，kg/km； S—导线截面积，mm2。

2．冰重比载

导线覆冰时，由于冰重产生的比载称为冰重比载，假设冰层沿导线均匀分布并成为一个空心圆柱体，如图2－1所示，冰重比载可按下式计算：

（2-2）

式中：g2—导线的冰重比载，N/m.mm2；

b—覆冰厚度，mm；

d—导线直径，mm；

S—导线截面积，mm2。

图2-1 覆冰的圆柱体

弹性力学 第二章 应力状态分析

弹性力学 第二章 应力状态分析

1 第二章 应力状态分析

一、内容介绍

弹性力学的研究对象为三维弹性体，因此分析从微分单元体入手，本章的任务就是从静力学观点出发，讨论一点的应力状态，建立平衡微分方程和面力边界条件。

应力状态是本章讨论的首要问题。由于应力矢量与内力和作用截面方位均有关。因此，一点各个截面的应力是不同的。确定一点不同截面的应力变化规律称为应力状态分析。首先是确定应力状态的描述方法，这包括应力矢量定义，及其分解为主应力、切应力和应力分量；其次是任意截面的应力分量的确定—转轴公式；最后是一点的特殊应力确定，主应力和主平面、最大切应力和应力圆等。应力状态分析表明应力分量为二阶对称张量。本课程分析中使用张量符号描述物理量和基本方程，如果你没有学习过张量概念，请进入附录一，或者查阅参考资料。

本章的另一个任务是讨论弹性体内一点－微分单元体的平衡。弹性体内部单元体的平衡条件为平衡微分方程和切应力互等定理；边界单元体的平衡条件为面力边界条件。

二、重点

1、应力状态的定义：应力矢量；正应力与切应力；应力分量；

2、平衡微分方程与切应力互等定理；

3、面力边界条件；

4、应力分量的转轴公式；

5、应力状态特征方程和应力不变量；

知识点：

体力；面力；应力矢量；正应力与切应力；应力分量；应力矢量与应力分量；平衡微分方程；面力边界条件；主平面与主应力；主应力性质；截面正应力与切应力；三向应力圆；八面体单元；偏应力张量不变量；切应力互等定理；应力分量转轴公式；平面问题的转轴公式；应力状态特征方程；应力不变量；最大切应力；球应力张量和偏应力张量

§2.1 体力和面力

学习思路: 2 本节介绍弹性力学的基本概念——体力和面力，体力Fb和面力Fs的概念均不难理解。

应该注意的问题是，在弹性力学中，虽然体力和面力都是矢量，但是它们均为作用于一点的力，而且体力是指单位体积的力；面力为单位面积的作用力。

体力矢量用Fb表示，其沿三个坐标轴的分量用Fbi（i=1，2，3）或者Fbx、Fby和Fbz表示，称为体力分量。

导线应力弧垂分析

导线应力弧垂分析

第二章 导线应力弧垂分析

·导线的比载

·导线应力的概念

·悬点等高时导线弧垂、线长和应力关系

·悬挂点不等高时导线的应力与弧垂

·水平档距和垂直档距

·导线的状态方程

·临界档距

·最大弧垂的计算及判断

·导线应力、弧垂计算步骤

·导线的机械特性曲线

［内容提要及要求］

本章是全书的重点，主要是系统地介绍导线力学计算原理。通过学习要求掌握导线力学、几何基本关系和悬链线方程的建立；掌握临界档距的概念和控制气象条件判别方法；掌握导线状态方程的用途和任意气象条件下导线最低点应力的计算步骤；掌握代表档距的概念和连续档导线力学计算方法；了解导线机械物理特性曲线的制作过程并明确它在线路设计中的应用。

第一节 导线的比载

作用在导线上的机械荷载有自重、冰重和风压，这些荷载可能是不均匀的，但为了便于计算，一般按沿导线均匀分布考虑。在导线计算中，常把导线受到的机械荷载用比载表示。

由于导线具有不同的截面，因此仅用单位长度的重量不宜分析它的受力情况。此外比载同样是矢量，其方向与外力作用方向相同。所以比载是指导线单位长度、单位截面积上的荷载，常用的比载共有七种，计算公式如下：

1．自重比载

导线本身重量所造成的比载称为自重比载，按下式计算

（2-1）

式中：g1—导线的自重比载，N/m.mm2；

m0一每公里导线的质量，kg/km； S—导线截面积，mm2。

2．冰重比载

导线覆冰时，由于冰重产生的比载称为冰重比载，假设冰层沿导线均匀分布并成为一个空心圆柱体，如图2－1所示，冰重比载可按下式计算：

（2-2）

式中：g2—导线的冰重比载，N/m.mm2；

b—覆冰厚度，mm；

d—导线直径，mm；

S—导线截面积，mm2。

图2-1 覆冰的圆柱体