考虑接触摩擦与各向异性性能的碳纤维复合芯导线(ACCC)径向耐压性能的有限元分析

论文摘要

为了确定碳纤维复合芯导线（正交各向异性复合材料）在架线压接施工过程中合理的压接载荷范围,研究该复合材料的径向力学性能,确保架空导线在电网中的安全稳定运行。使用ANSYS软件以1∶1的比例建立了7. 5 mm的碳纤维复合芯棒的各向异性材料模型与耐张线夹的三维有限元模型,利用Tsai-Wu失效准则判定复合芯棒失效行为,同时考虑了复合芯棒与外层铝绞线、耐张线夹之间的接触与摩擦行为,对复合芯棒的压接施工过程进行了非线性静力学有限元分析。结果表明:在碳纤维复合芯导线压接施工过程中,单模压力如果小于24 MPa,则芯棒易从金具腔中拉脱;如果压力大于28 MPa,则复合芯易被压碎;但是复合芯在金具靠近楔形夹一侧由于应力集中更容易压损,该侧压力应相对较小,在21 MPa～23 MPa为宜。

论文目录

• 1 碳纤维复合芯的基本参数
• 2 各向异性材料建模及其径向耐压性能测试
•   2.1 有限元模型的建立及边界条件
•   2.2 各向异性材料有限元模型的验证及径向耐压试验结果分析
• 3 考虑接触摩擦行为的各向异性材料压接施工的数值模拟
•   3.1 耐张线夹实体模型
•   3.2 耐张线夹有限元模型及边界条件
•   3.3 结果与讨论
•     3.3.1 压接力对碳纤维复合芯损伤情况的影响
•     3.3.2 压接力对碳纤维复合芯与线夹间的最大摩擦力的影响
•     3.3.3 复合芯导线压接施工过程合适压力范围的探讨
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 朱院院,张晓敏,龙鹏,蒋渝

关键词: 碳纤维复合芯导线,失效准则,耐张线夹,压接,接触,摩擦行为

来源: 玻璃钢/复合材料 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 材料科学,电力工业

单位: 四川大学材料科学与工程学院,四川蜀能电力有限公司高新分公司,国网四川电力公司物资分公司

基金: 国家自然科学基金项目(51471155)

分类号: TB33;TM75

页码: 29-34

总页数: 6

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