合有限元分析来完成复合材料纤维缠绕弯管强度评估，并与试验结果进行比较来验证有效性。高宇采用经典层合板理论，利用有限元软件对复合材料螺旋桨进行了静态与动态特性分析。刘国军等通过有限元软件分析了车轮结构性能，分析了铺层对其性能影响，并对铺设层数进行优化求解。彭文杰等通过分析了层合板逐步失效问题，并得到层合板极限强度。综上所述，在复合材料方面，国内外研究学者做了大量工作，但复合材料机械性能研究机在电缆支架中应用研究较少，本课题所开展研究工作具有定创新性。复合材料电缆支架研究现状在电缆沟电缆隧道以及其他电力电缆构筑物中，电缆支架主要作用是用于对电缆支撑和固定，在电缆铺设安装与运行中起着十分重要作用。般工程中都采用钢结构电缆支架。由于钢结构电缆支架存在些明显缺点，比如金属腐蚀成本高使用寿命短等，对安全运行构成隐患，因而出现了种新型高强度复合材料电缆支架，它以其独华北电力大学专业硕士学位论文目录摘要第章绪论课题研究目及意义国内外研究动态复合材料有限元分析及应用研究复合材料电缆支架研究现状论文主要研究内容第二章复合材料有限元分析基础理论及方法有限单元法概述复合材料结构分析基础理论复合材料层合结构假设复合材料层合理论层合板材料力学特征复合材料层合板特点复合材料有限元分析方法本章小结第三章复合材料电缆支架有限元仿真复合材料电缆支架技术要求复合材料电缆支架有限元分析复合材料电缆支架模型建立材料参数及单元类型选择单元划分施加边界条件结果及分析本章小结第四章复合材料电缆支架性能分析复合材料电缆支架分类复合材料电缆支架机械性能复合材料电缆支架主要技术经济性能复合材料电缆支架可操作性能本章小结第五章结论与展望华北电力大学专业硕士学位论文参考文献致谢作者简介华北电力大学专业硕士学位论文第章绪论课题研究目及意义随着我国经济快速发展和人民生活水平不断提高，对工业生产和日常生活中电网供电安全性与可靠性需求也日益提高。在输电线路建设工程中，电缆隧道和电缆沟也成了城市电缆铺设主要通道。从目前输电施工工程中，电缆架设均采用电缆支架承载，如图所示。从电缆生产与使用中发现，不同电缆铺设环境采用不同材质电缆支架，目前应用得比较广泛主要有金属角铁电缆支架水泥电缆支架高分子复合材料电缆支架等，其中，金属角铁焊接电缆支架铝合金电缆支架在电力系统和公用事业部门使用较多。图电缆隧道中钢结构电缆支架角铁电缆支架和铝合金电缆支架统称为金属材质电缆支架，为传统材质电缆支架，然而在具体工程施工和使用过程中有以下缺陷存在首先，电缆架设使用金属支架时，当电缆传输电流时在周围产生磁场，该磁场对金属支架作用并在相邻金属支架之间形成磁场闭合回路，产生磁力环流，若电流强度比较高时，该磁力环流反作用于电缆，使电缆温度升高，增加电缆电流与支架涡流之间铁损，甚至产生弧光而损毁金属支架，为了避免该问题，般对电缆直径加粗，防止磁场外露，然而会大大增加电缆设备制造成本。其次，金属材质电缆支架在电缆沟中容易出现腐蚀，降低电缆支架使用寿命，为了避免该问题，对电缆支架进华北电力大学专业硕士学位论文行外涂油漆或热浸锌等技术处理，但是该方案治标不治本，尤其在比较恶劣电缆沟或电缆隧道中，防锈腐蚀问题还是经常发生，从而影响整个线路安全和无故障使用期。最后，金属支架生产过程能耗大污染大，不符合国家节能减排政策价格易受国际金属市场价格影响水泥条制支架外观粗糙，体积庞大，既容易损伤电缆护套，又不利于在狭小电缆沟内施工。随着大中城市不断出现以及城镇化步伐快速前进，对电力工程建设中电缆入地要求也是越来越多，因此电缆支架性能要求及使用寿命标准也相应提高，选择性能优良安全可靠性快速安装电缆支架成为了电缆敷设工程中迫切需求。高性能电缆支架研究方向是针对质量密度低强度高不锈蚀新型防火高分子材料来替代传统材料。我国年在上海召开电缆标准会议上，电力部门就曾经建议改进电缆支架材质，利用复合材料来代替金属材料。因此，研制质量密度低强度高不锈蚀新型防火高分子复合材料电缆架来替代传统材料制造电缆支架是电缆支架未来发展趋势。复合材料是由两种或两种以上不同组分材料，通过适当复合工艺，将其组合成种具有整体结构特性使用性能优异新型材料。复合材料电缆支架本身优点主要表现在以下几个方面复合材料是非磁性材料，在电磁场内部不会产生涡流损耗，把电缆支架用复合材料来生产，与金属材质电缆支架相比具有明显节能降耗效果复合材料电缆支架是以树脂为基体，利用玻璃纤维作为缠绕层，经复合成型工艺加工后，形成高强度复合材料电缆支架，该支架具有优良力学性能电性能和化学稳定性，具有较高机械强度较好耐热性能和瞬时耐高温烧蚀性能，应用于变电站电缆层电缆沟和电缆隧道等构筑物中，作为对电缆支撑和固定部件。因此，以高强度复合材料组合电力电缆支架替代钢结均支架切实可行，而且具有明显经济效益和社会效益。综上所述，基于复合材料特性，把复合材料应用于电缆支架中，并研究其结构特性，已经成为电力电缆行业迫切发展方向之，进步分析复合材料电缆支架对结构性能影响，对本行业实际应用具有十分重要意义。华北电力大学专业硕士学位论文国内外研究动态工程上，把两种或两种以上材料在宏观尺度上组成新材料称为复合材料。复合材料具有比强度高比刚度大耐腐蚀疲劳性能号特点，自问世以来受到了广泛关注。复合材料有限元分析及应用研究国外研究人员对复合材料应用研究起源于上个世纪年代，并且将有限元分析用于解决复合材料各向异性等问题，对复合材料设计制造也有所涉猎。复合材料性能分析方面，首先利用对复合材料初级力学性能进行分析基础上，对复合材料超导线圈组进行了热场分析，对复合材质环氧碳纤维层合板振动情况进行了数值计算，并与实验结果致。在年，和以塑性复合材料弹簧结构承受轴向载荷，研究其形变问题。随着对复合材料研究深入，复合材料结构已经大量应用在飞机上，但复合材料性能复杂失效形式多，长期使用后结构会发生疲劳分层等现象。为了解决复合材料应用中缺陷，法国研究人员等将记忆合金植入复合材料结构中，并以玻璃环氧复合材料为例，利用软件进行仿真计算，分析结构内部应力和应变。在年，等人通过中方法来预测层合复合材料基体失效，其中种方法是通过建立有限元分析模型，并得到了较好预测效果。在结构优化方面，等实现了对翼型构型设计以及复合材料铺层参数优化，同时将优化前后翼型进行了结构对比，分析优化参数优势所在。等以玻璃环氧复合材料弹簧板为研究对象，通过分析其整体受力，对该弹簧板进行结构优化，在满足强度刚度要求前提下，优化结果表明承载力满足要求体积减小固有频率降低。等研究人员对加筋薄壁板进行了屈曲与后屈曲优化研究。土耳其和利用完成对复合材料层合板疲劳寿命优化研究。华北电力大学专业硕士学位论文在本世纪初期，国内也掀起了对复合材料中关于有限元分析研究热潮，出现了大量参考文献，但大部分均是针对复合材料铺层设计，专门针对复合材料支架力学性能研究偏少。例如崔海涛等基于层合理论并结合有限元分析来完成复合材料纤维缠绕弯管强度评估，并与试验结果进行比较来验证有效性。高宇采用经典层合板理论，利用有限元软件对复合材料螺旋桨进行了静态与动态特性分析。刘国军等通过有限元软件分析了车轮结构性能，分析了铺层对其性能影响，并对铺设层数进行优化求解。彭文杰等通过分析了层合板逐步失效问题，并得到层合板极限强度。综上所述，在复合材料方面，国内外研究学者做了大量工作，但复合材料机械性能研究机在电缆支架中应用研究较少，本课题所开展研究工作具有定创新性。复合材料电缆支架研究现状在电缆沟电缆隧道以及其他电力电缆构筑物中，电缆支架主要作用是用于对电缆支撑和固定，在电缆铺设安装与运行中起着十分重要作用。般工程中都采用钢结构电缆支架。由于钢结构电缆支架存在些明显缺点，比如金属腐蚀成本高使用寿命短等，对安全运行构成隐患，因而出现了种新型高强度复合材料电缆支架，它以其独学性能电性能和化学稳定性，且耐腐蚀耐老化，具有阻燃性，不产生涡流损耗，并符合环境保护原则，可有效控制产品质量，提高产品效率。鉴于复合材料本身特点，本文研究主要是建立复合材料电缆支架标准，促进其实际工程应用，因此在了解掌握其本身特征及性能基础上，有以下几方面有待深入研究由于电缆支架材质用复合材料代替角钢，其各方面性能都有所改进，然后结构形式还是沿用原有形式，因此对复合材料电缆支架结构可以做进步优化，使其能够满足各种需求由于电缆支架本身特征，复合材料生产工艺是否能直接应用于电缆支架生产，对复合材料生产工艺开发是有待进步研究复合材料有限元分析方法进步拓展，也是对电缆支架作深入分析基础，可以作为研究目标之。参考文献参考文献,,崔海涛等纤维缠绕复合材料弯管强度分析宇航材料工艺高宇复合材料螺旋桨桨叶强度与振动分析南京南京航空航天大学,刘国军复合材料汽车车轮强度分析及优化设计哈尔滨哈尔滨工业大学,参考文献彭文杰复合材料层合结构极限强度预测方法及分层应力最小化研究武汉华中科技大学,史传卿,郑思国高强度复合材料电力电缆支架技术性能研究供用电侯静梅,欧繁高分子复合材料电缆支架性能优势和应用价值工程,周祝林,叶进峰,羊慧芳等玻璃钢电缆支架强度计算玻璃钢丁守宝矿用电缆支架关键尺寸灵敏度分析煤矿机械李聪华复合材料电缆支架在地铁中开发及应用城市轨道交通朱景林高强度复合材料电缆支架在城市电网应用前景第十九届输配电研讨会论文集朱景林电缆支架涡流损耗研究上海电力,刘雄亚,晏石林复合材料制品设计及应用北京化学工业出版社,张志民复合材料结构力学北京北京航空航天大学出版社,周祝林系列玻璃钢电缆保护管安徽建筑,闻荻江复合材料原理武汉大学出版社,刘新东,刘伟复合材料力学基础西北工业大学出版社,刘新东,刘伟复合材料力学基础西北工业大学出版社,王耀先复合材料结构设计化学工业出版社卢子兴,刘振国,麦汉超等三维编织复合材料强度数值预报北京航空航天大学学报,Ⅲ,参考文献,孙颖,李嘉禄,亢澜二步法三维编织复合材料弹性性能有限元法预报复合材料学报,刘云忠纤维缠绕复合材料壳体非线性大变形有限元分析固体火箭技术,边文凤,王建,王殿富纤维缠绕复合材料课题非线性有限元分析固体火箭技术,致谢致谢本文是在导师王璋奇教授精心指导下完成。首先谨向我导师王璋奇教授致以最真挚谢意！王老师严谨治学态度丝不苟工作作风大胆创新进取精神对我产生重要影响。在论文过程中，研究方案制定论文撰写与修改等都得到了王老师悉心指导，在此向王老师表示衷心感谢！感谢我企业导师盛海宁高工给我工作中指导与照顾，使我能够顺利完成课题研究与论文撰写。在学习期间，我还得到了机械工程学院多位老师帮助和教诲，在此我也向所有关心和帮助过我老师表示衷心感谢。感谢我父母亲！感谢我妻子！感谢他们直以来对我关爱和支持！感谢百忙之中评阅我论文和参加我论文答辩各位专家老师！作者简介作者简介范龙男年月日生于河北省衡水市。年月年月就读于河北衡水中学。年月考入燕山大学信息工程学院电子信息工程专业，年月本科毕业