【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及軌道攀爬機構，具體為一種基于有限元分析的軌道攀爬機構有效額定動載荷計算方法。
技術介紹
1、輸電線路的鐵塔承擔著輸電線路的荷重以及自身的自重，同時能夠保障輸電線路的對地絕緣。通常情況下，輸電線路電壓等級越高，對應線路鐵塔高度就越高。常見的高壓電塔一般有25-40米，而輸電線路大跨越段的鐵塔，不論是以耐張形式亦或直線提升形式，它的塔高都要比一般線路的鐵塔要高一些。
2、傳統的升降工具不適用于運送操作工人攜帶工具登塔作業。操作工人只能徒手登塔，對于高度超過百米的鐵塔，徒手攀登不僅耗費時間長，而且對操作工人體力的消耗也是極大，嚴重影響工作效率。面對不易攀登的鐵塔，尤其身處惡劣的天氣環境時，工人徒手攀登的難度可想而知。不僅不能保證登塔的安全性，對于登塔作業效率也是極大的阻礙。
3、傳統的軌道攀爬機構載荷計算方法多依賴于簡化模型或經驗公式，這些方法雖然能夠在一定程度上估算載荷，卻無法充分考慮復雜的工況條件。例如，環境中的風速變化、攀爬過程中摩擦系數的變化、機構自振特性的變化等因素均可能對機構的實際負荷產生顯著影響。而且，由于軌道攀爬機構的操作過程常伴隨一定的振動、加速等動態響應，這些動態載荷往往在傳統的靜態計算中被忽視，導致計算結果存在一定的誤差，從而影響機構的設計安全性和精度。
4、因此，如何準確計算和評估軌道攀爬機構在實際工作環境中所受的各類載荷，是確保其設計合理、結構安全及可靠性的重要技術難題。
5、現有技術中的，公開號為cn117077489a公開了一種基于有限元分析的
6、在所述
技術介紹
部分公開的上述信息僅用于加強對本公開的背景的理解，因此它可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種基于有限元分析的軌道攀爬機構有效額定動載荷計算方法，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種基于有限元分析的軌道攀爬機構有效額定動載荷計算方法，具體步驟包括：
4、獲取軌道攀爬機構的自身質量及攜帶質量，建立有限元分析模型，輸入設置的軌道攀爬機構的自身質量及攜帶載荷，并在建立的模型中設置軌道攀爬機構的結構材料和軌道攀爬機構表面積；
5、基于軌道攀爬機構的自身質量及攜帶質量，計算得到軌道攀爬機構的靜態載荷，基于軌道攀爬機構表面積，通過有限元分析模型，分析獲得軌道攀爬機構攀爬時的有效迎風面積，基于有效迎風面積計算得到風力附加載荷；
6、基于有限元分析模型分析得到軌道攀爬機構與待攀爬軌道的初始摩擦系數，結合攀爬環境參數對初始摩擦系數進行修正，得到動態摩擦系數，基于動態摩擦系數計算得到摩擦附加載荷；
7、基于有限元分析模型分析獲取軌道攀爬機構攀爬過程中的整體機構的振動特征參數，通過振動特征參數計算機構的振動加速度，基于振動加速度計算得到振動附加載荷，所述振動特征參數包括機構的振動頻率和幅度；
8、基于軌道攀爬機構攀爬過程中的移動加速度計算加速載荷，建立數學分析模型，結合振動附加載荷、摩擦附加載荷、風力附加載荷和靜態載荷確定軌道攀爬機構有效額定動載荷。
9、進一步地，建立有限元分析模型，具體所包括的步驟為：創建軌道攀爬機構的幾何模型，根據幾何模型確定軌道攀爬機構表面積，定義各個部件的材料屬性，包括彈性模量、泊松比，用于根據材料屬性參數獲取初始摩擦系數。
10、進一步地，基于軌道攀爬機構的自身質量及攜帶質量，計算得到軌道攀爬機構的靜態載荷，其中軌道攀爬機構的靜態載荷計算所依據的具體公式為：
11、；
12、式中，表示軌道攀爬機構的靜態載荷，為機構的自身質量，為機構的額定攜帶質量，為重力加速度；
13、基于軌道攀爬機構表面積，通過有限元分析模型，分析獲得軌道攀爬機構攀爬時的有效迎風面積，其中計算有效迎風面積所依據的公式為：
14、；
15、式中，為軌道攀爬機構表面積，為額定風向角度，為額定有效迎風面積；
16、基于有效迎風面積計算得到風力附加載荷，其中計算風力附加載荷所依據的公式為：
17、；
18、式中，為風力附加載荷，為風壓，為阻力系數，其中風壓計算所依據的公式為：
19、；
20、式中，為空氣密度，為設定的額定風速，其中空氣密度通過空氣壓力和環境溫度計算得到，具體的計算公式為：
21、；
22、式中，為在額定工作海拔高度處的氣壓，為理想氣體常數，為額定環境溫度，其中在海拔高度為處的氣壓計算所依據的公式為：
23、；
24、式中，為海平面標準氣壓，為空氣的摩爾質量，表示軌道攀爬機構所處的額定海拔高度。
25、進一步地，基于有限元分析模型分析得到軌道攀爬機構與待攀爬軌道的初始摩擦系數，結合攀爬環境參數對初始摩擦系數進行修正，得到動態摩擦系數，其中獲取初始摩擦系數的邏輯為：通過軌道攀爬機構的結構材料和待攀爬軌道的材料確定初始摩擦系數，其中動態摩擦系數計算所依據的公式為：
26、；
27、式中，為初始摩擦系數，為動態摩擦系數,為額定環境濕度，和為額定環境濕度和環境溫度的權重系數，其中且和均大于0。
28、進一步地，基于動態摩擦系數計算得到摩擦附加載荷所依據的公式為：
29、；
30、式中，為摩擦附加載荷。
31、進一步地，基于有限元分析模型分析獲取軌道攀爬機構攀爬過程中的整體機構的振動特征參數，通過振動特征參數計算機構的振動加速度,其中計算振動加速度所依據的公式為：
32、；
33、式中，為n個時間點的振動加速度有效值，為采集的第t個時間點振動加速度，為采集的時間點的總個數，t為時間點的索引，且；
34、其中振動加速度計算所依據的公式為：
35、；
36、式中，為軌道攀爬機構攀爬過程中的整體機構的額定振動幅度，為軌道攀爬機構攀爬過程中的整體機構的額定振動頻率，其中本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于有限元分析的軌道攀爬機構有效額定動載荷計算方法，其特征在于，具體步驟包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于有限元分析的軌道攀爬機構有效額定動載荷計算方法，其特征在于：建立有限元分析模型，具體所包括的步驟為：創建軌道攀爬機構的幾何模型，根據幾何模型確定軌道攀爬機構表面積，定義各個部件的材料屬性，包括彈性模量、泊松比，用于根據材料屬性參數獲取初始摩擦系數。
3.根據權利要求1所述的一種基于有限元分析的軌道攀爬機構有效額定動載荷計算方法，其特征在于：基于軌道攀爬機構的自身質量及攜帶質量，計算得到軌道攀爬機構的靜態載荷，其中軌道攀爬機構的靜態載荷計算所依據的具體公式為：
4.根據權利要求3所述的一種基于有限元分析的軌道攀爬機構有效額定動載荷計算方法，其特征在于：基于有限元分析模型分析得到軌道攀爬機構與待攀爬軌道的初始摩擦系數，結合攀爬環境參數對初始摩擦系數進行修正，得到動態摩擦系數，其中獲取初始摩擦系數的邏輯為：通過軌道攀爬機構的結構材料和待攀爬軌道的材料確定初始摩擦系數，其中動態摩擦系數計算所依據的公式為：
5.根據權利要求
6.根據權利要求1所述的一種基于有限元分析的軌道攀爬機構有效額定動載荷計算方法，其特征在于：基于有限元分析模型分析獲取軌道攀爬機構攀爬過程中的整體機構的振動特征參數，通過振動特征參數計算機構的振動加速度,其中計算振動加速度所依據的公式為：
7.根據權利要求6所述的一種基于有限元分析的軌道攀爬機構有效額定動載荷計算方法，其特征在于：基于軌道攀爬機構攀爬過程中的移動加速度計算加速載荷，其中計算加速載荷所依據的公式為：
...【技術特征摘要】
1.一種基于有限元分析的軌道攀爬機構有效額定動載荷計算方法，其特征在于，具體步驟包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于有限元分析的軌道攀爬機構有效額定動載荷計算方法，其特征在于：建立有限元分析模型，具體所包括的步驟為：創建軌道攀爬機構的幾何模型，根據幾何模型確定軌道攀爬機構表面積，定義各個部件的材料屬性，包括彈性模量、泊松比，用于根據材料屬性參數獲取初始摩擦系數。
3.根據權利要求1所述的一種基于有限元分析的軌道攀爬機構有效額定動載荷計算方法，其特征在于：基于軌道攀爬機構的自身質量及攜帶質量，計算得到軌道攀爬機構的靜態載荷，其中軌道攀爬機構的靜態載荷計算所依據的具體公式為：
4.根據權利要求3所述的一種基于有限元分析的軌道攀爬機構有效額定動載荷計算方法，其特征在于：基于有限元分析模型分析得到軌道攀爬機構與待攀爬軌道的初始摩擦系數，結合...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陸震，王濤，肖烽，許陽，趙彬，翟劍，李寅，史博暉，宋曦，吳凌翔，
申請(專利權)人：國網陜西省電力有限公司西安供電公司，
類型：發明
國別省市：
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