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PROJECT 03 结构有限元分析

复合绝缘子非线性有限元与疲劳分析

建立复合绝缘子全局与局部有限元模型,结合材料、接触、网格和疲劳后处理分析端部应力及湿态条件下的寿命变化。

个人职责
有限元建模、求解组织、脚本分析与结果复核
工程对象
GFRP 芯棒与端部金具接触区 · 结构应力与湿态电场关联
项目时间
2026.02 - 2026.07
工具
ANSYS MAPDL · Maxwell · Python / APDL
复合绝缘子承载结构与有限元网格

复合绝缘子承载结构与有限元网格。

01 工程问题与个人工作 Problem & Scope

端部金具接触区存在局部高应力和非线性接触问题,需要通过全局与局部模型、网格核对和后处理方法建立可复核的分析链路。

01RESPONSIBILITY

建立 GFRP 芯棒与金具全局及局部有限元模型,设置正交各向异性材料和摩擦接触。

02RESPONSIBILITY

通过切边位移传递、分级网格和多级载荷对代表应力进行核对,定位稳定高应力区。

03RESPONSIBILITY

关联低频电场、等效吸湿和 S-N/Miner 疲劳后处理,完成三工况比较与参数敏感性分析。

02 结构分析与疲劳评估流程 Workflow
  1. 01

    结构与材料建模

  2. 02

    接触与网格设置

  3. 03

    非线性静力求解

  4. 04

    电场与疲劳关联

  5. 05

    结果复核

03 数值核对与敏感性分析 Verification
CHECK 01

全局与局部模型

通过 CBDOF 传递切边位移,在局部接触区核对结构响应,保持全局载荷与局部边界的一致性。

CHECK 02

网格与载荷核对

比较三档网格、五级横向载荷下的代表应力,以分段体积加权 P95 定位稳定高应力区,区分代表应力与点最大值。

CHECK 03

分步求解与工况比较

结构、电场与等效吸湿通过后处理关联,采用统一应力口径比较干燥、零电压进水与带电进水三种模型工况。

CHECK 04

疲劳积分复核

对电导率、强度保持率与循环暴露时间进行敏感性分析,并以逐循环和替代积分对照核查数值实现。

04 模型与公开边界 Model Boundaries
  • 湿态分析采用假定进水与等效吸湿模型,材料参数参考相似材料数据,缺少产品专属试验标定。
  • 结构、电场和疲劳为分步求解与模型级数据关联,不是电热力双向强耦合。
  • 寿命结论依赖载荷、材料和循环暴露时间设定;数值复核不能替代真实凝露试验或产品服役寿命验证。