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输电铁塔用钢
我国输电塔一般采用角钢塔(塔高约20-70m),而输电高塔(一般在100m以上)多采用组合角钢塔或钢管塔。每年用于110-500千伏输电线路上铁塔用钢材总量在50-60万t,其中各种钢材比例为:型材占84%左右,板材占12.9%左右,棒、线材占3%左右。铁塔用型材为等边角钢,板材为Q235、Q345的6-30mm中厚板,棒线材主要是E级带肋螺纹钢筋、W级高强碳素钢丝等,国产钢材基本上能够满足,少量有要求的杆塔,采用进口钢材。
特高压输电线路将成为我国电网建设的重点,特高压输电塔在载荷上远大于现有的输电塔,将对输电塔的结构设计、钢材强度提出了更高要求。电网建设步伐加快和电网向特高压升级为输电塔钢结构营造了巨大的需求市场,同时也对输电塔用钢材的品种、规格、性能提出了更高的要求。
塔身主要受力斜材约占塔身部分重量的50%,占全塔总重的30%左右。塔身斜材的布置是否合适,直接影响到塔重和工程造价。
塔身斜材常用的布置型式有:交叉式、“正K型”、“倒K型”等布置,单一的交叉布置型式容易使斜材产生同时受压,几种方式组合布置可以避免同时受压的发生,使斜材受力成为拉压系统,充分利用拉压系统的受力特性(拉杆对压杆的稳定计算起支撑作用),可减小斜材规格,降低塔重。
常用的塔身交叉斜材布置方式有单分式(如下图的型式一)和再分式(如下图的型式二~型式四)。无论采取哪种斜材布置方式,主要的问题就是斜材与水平面的夹角a的大小,a的大小直接决定了斜材的受力大小,a越大,斜材抗外荷载的力距越小,斜材受力就越大,斜材规格也越大;反之,a越小,斜材抗外荷载的力距则越大,斜材受力就越小,斜材规格也越小,但斜材数量就越多。根据±800kV直流线路荷载及计算情况,并结合500kV线路铁塔斜材布置的经验,通过计算,当斜材与水平面的夹角a控制在35°~45°之间时,塔重轻。
运用ANSYS/LS-DYNA对角钢的冷弯成型过程进行数值模拟,分析整个变形过程中,不同成型阶段的等效应力、各个分应力、主应力及等效应变、各个分应变、主应变的变化情况;利用POST26分析整个成型过程中,刚性轧辊与板材的接触力、滑动界面能量、回弹及阻尼能量、刚性体的运动状态等;利用LS-PREPOST了解板材在成型过程中,圆角弯曲处的厚度减薄量变化及沙漏能的变化情况等。
运用有限元分析软件,对冷弯型钢的生产工艺进行分析研究,得到了板材变形区在辊弯过程中的应力、应变分布,以及成型过程中的减薄、板型,成型角度变化等工艺参数进行了数值分析。
通过对冷弯型钢成型过程的仿真优化,并对析型钢产品冷弯前后材料性能和组织变化,改进了现有冷弯工艺制度,开发了一种新的耐候冷弯型钢Q460的生产工艺。通过新的冷弯型钢工艺控制技术,**了冷弯型钢Q460的各项力学性能、尺寸精度(厚度、回弹角度等)、产品质量(表面质量、微观组织等)。
3.2耐候冷弯型钢力学性能分析
测试角钢冷弯前后的各项力学性能,包括屈服强度、抗拉强度、冲击韧性、洛氏硬度,并测试出应力-应变曲线等。对变形区变形前后的金相组织进行检验分析。为进一步改进冷弯角钢生产工艺,提高产品质量提供技术参考。
等边角钢在工程材料领域里,相对于两个边长相等的等边角钢而言,指断面为直角L型形且两边长不相等的公角钢。它被广泛地用于,各种**公用、民用建筑及工业的结构和工程结构,如工业房梁、桥梁、输电塔、起重运输机械、船舶、工业炉、反应塔、容器架、以及仓库等,因其用量较单边角钢为少,所以相对价格略高。
角钢——分等边角钢和不等边角钢两种。不等边角钢的规格用边长和边厚的尺寸表示。
指断面为角形且两边长不相等的钢材。是角钢中的一种。
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公司工艺设备,主要设备有6T真空感应炉、10TAOD精炼炉、多台中频感应熔炼炉、变频调速拉丝机组、变频调速收线的氢退生产线等设备,并拥有大型直读光谱仪、探伤仪等实验设备的理化实验中心。
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