联板类电力金具是超高压输电线路重要零部件,其性能关系到输电线路的安全稳定运行。为了设计得到结构强度高、质量轻便的超高压输电线路联板类电力金具,集成层次分析法、质量功能展开及ANSYS Workbench有限元仿真三种方法,得到针对超高压输电线路联板类电力金具结构的创新设计流程。利用该流程,以分裂悬垂联板为例,设计得到了一种具有高客户满意度、结构强度高、质量轻、高可靠性的新型分裂悬垂联板结构。在ANSYS Workbench软件的De?sign Exploration优化模块中,对初始设计方案进行结构优化,利用响应面法对小联板组厚度、角钢厚度和顶部联板孔距三个设计变量建立了二次回归模型,并利用MOGA算法对回归模型进行多目标优化,优化后的结构相对原设计方案安全系数提高了45.71%,质量下降了8.42%。

为了提高能源利用效率及更好满足用户需求,提出一种节能装置改进的创新设计流程,并对光导管照明装置进行创新改进,成功设计出自适应液压光纤采光照明装置。设计流程通过产品分析、创新设计与现场实验三个步骤实现方案的改进。针对光导管照明装置整体结构制约、能源利用效率迟缓等问题,分析产品存在的耦合和自有矛盾,基于产品功能模块,采用冲突解决理论与物-场模型技术迭代回溯设计出液压式自适应采光、阵列菲涅尔聚光与光纤传光等结构。通过现场实验验证创新方法及流程在节能装置改进过程中的有效性以及改进后装置能量利用率的提高。

为了研究冰棱对覆冰导线气动力及驰振稳定性的影响。应用FLUENT中的SST k-w湍流模型对三维五冰棱覆冰导线绕流场进行数值模拟分析,将三维五冰棱覆冰导线模型沿展向方向分为5个节段,监控全攻角下节段3的阻力系数、升力系数,并分析不同风速、冰棱长度、相邻冰棱间距等对气动力参数产生的影响,根据Den Hartog理论计算得到驰振力系数,并判定覆冰导线的振稳定性。结果表明冰棱覆冰导线形态对覆冰导线流体绕流特性有极大的影响,其绕流场呈现明显的周期性;冰棱覆冰导线气动力参数受风攻角影响较大,阻力系数最大值与最小值相差2.55,升力系数最大值与最小值相差5.83;风速、冰棱长度、相邻冰棱间距等因素对冰棱覆冰导线气动力参数影响有限;覆冰导线部分驰振力系数小于零(<0),冰棱覆冰导线处于非稳定状态,冰棱覆冰导线出现驰振舞动概率极大。