基于 ANSYS Workbench 对特高压电抗器整体结构抗震分析
摘 要
通过建立特高压电抗器结构的数学模型，采用ANSYS Workbench有限元分析软件对该型号特高压电抗器结构进行响应谱仿真分析，可得到该型号特高压电抗器整体结构在设防烈度为9度，基本地震加速度为0.40 g地震载荷作用下的等效应力响应结果。本文可以为特高压电抗器的抗震设计和改进提供一种有效、方便的方法，为后续电子设备的抗震试验提供有效的参考数据。
关键词：特高压电抗器；ANSYS Workbench；响应谱分析；抗震分析；地震载荷
abstract
By establishing the mathematical model of the uhv filter reactor structure, using finite element analysis software ANSYS Workbench of the uhv filter reactor model structure response spectrum simulation analysis, the model can be obtained uhv filter reactor fortification intensity of 9 degrees in general structure, basic seismic acceleration of 0.40 g results of the
equivalent stress response under seismic loading.
This paper can provide an effective and convenient method for the seismic design and improvement of the UHV filter reactor, and provide effective reference data for the subsequent seismic test of electronic equipment.
Key words: UHV filter reactor;ANSYS Workbench.Response spectrum analysis;
Seismic analysis;The earthquake load.
1.
背景技术
在输电工程中，最容易造成设备严重损坏的因素是地震，因此各种电力设施的抗震性能也在不断提升。特高压电抗器（图1-1 特高压电抗器）一般设计为多包封框架结构。在设计过程中必须对整个框架结构的机械强度进行抗震性能验算，输入等效的设防等级以保证设备的安全可靠。本文基于有限元分析软件ansysworkbench对特高压电抗器结构进行了数学建模、
网格划分、模态分析及地震反应谱仿真分析，得到了特高压电抗器整个结构的等效应力模型，从而分析其等效应力。对特高压电抗器整体结构进行了可靠性评估，为后续特高压电抗器结构抗震设计提供有效的依据。
图1-1 特高压电抗器
1.
建立特高压电抗器有限元分析模型
1.
输入数据条件
该型号特高压电抗器模拟环境设定设防烈度为9度，基本地震加速度为0.40 g。第二组地震区域, II类场地类型，特征周期为0.4s。
特高压电抗器整体结构为框架结构，包封与地面之间由瓷瓶绝缘连接及玻璃钢支腿连接；防雨帽为玻璃钢材料；星架为6061铝。总体高度为11.5 m,总重量为10T各部分零件的材料参数见表1。
表1 零件材料属性
材料名称
弹性模量（MPa）
泊松系数
密度kg/m^3
屈服强度（MPa）
不锈钢304
200 000
0.3
7850
220
铝6061-T6
70 000
0.3
2700
240
reactor电抗器
玻璃钢
3000
0.22
1510
120
1.
1.
数模建立
由于特高压电抗器整个结构单元的类型和数量庞大，如果模型过于复杂，导入ANSYSworkbench模块后，计算精度可能不会有明显提高，但如果模型细节太多，计算时间会增加数倍。本次将该模型简化了特高压电抗器的结构，直接去除了对仿真计算没有影响或影响很小的部分，提高了计算效率。过滤反应器结构的三维简化模型如图2-1所示。

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