[发明专利]一种输电塔塔线体系快速精细化建模系统及方法

说明书

本申请实施例公开了一种输电塔塔线体系快速精细化建模系统及方法，包括：根据输电塔的二维设计图纸进行可视化建模，得到输电塔的三维模型以及三维模型的几何属性；将三维模型的几何属性转换成文本格式；将文本格式的三维模型的几何属性、输电塔的材料信息、输电塔受破坏时输电塔各构件之间的接触信息、输电塔受破坏时的计算过程信息以及输电塔破坏条件信息通过参数化语言进行编程，完成整个建模过程。本申请采用可视化建模的方法对几何属性进行建模，采用参数化语言建模的方法对单元类型、单元接触类型、非线性和大变形等特性进行建模，在保证输电塔模型精度的同时大幅提升了建模的效率。

技术领域

本申请涉及输电塔建模技术领域，尤其涉及一种输电塔塔线体系快速精细化建模系统及方法。

背景技术

我国地域辽阔，滑坡、崩塌等灾害时有发生，输电塔服役过程中无可避免会受到不均匀地基、人为活动、天气气候环境等因素的影响，使得输电塔安全问题越来越多，因此，正确地分析各类荷载对输电线路安全性的影响具有重要的现实意义。

在一些经济快速发展且地势复杂的地区，输电线路容易受到各种因素的影响，且一旦受到影响，通常其后果都比较严重。然而，因实体实验条件较为有限，技术人员常常采用建立精确的有限元模型对输电塔在各类荷载下的结构响应进行高效精细化计算，用于模拟实际中输电塔的受灾状态。

目前在输电塔模拟研究中的建模选型主要有以下几类：

(1)连续体模型，这种模型的建立方法将整个输电塔作为一个连续的整体，整体精度较高，但其对杆件单元本身和杆件之间的连接未进行精细化处理，且无法处理导线的模拟问题。

(2)悬臂杆模型，该模型属简化模型，将输电塔结构简化成悬臂杆模型，将其质量集中于顶部，即杆端，导线则简化为弹簧模型，质量为零，以此模拟塔线耦合振动的情况，此种方法在研究塔身高频振动问题时建模方便且效果较好，但其他场景下精度较差。

(3)多质点模型，将线或杆件质量集中分布在若干个理想质点，而非连续分布，各质点间由连杆连接。该方法在从能量角度分析输电塔线系统的动力特征时具有较好的效果，但在其他方面表现较差。

(4)梁-桁模型，将输电塔塔身的杆件简化为梁与桁架单元，输电线和绝缘子串则使用索单元进行简化，该方法在分析输电塔杆件内力和变形的规律时具有良好的精度，但其建模方法较为繁琐。

在输电塔模拟研究的建模方法主要有以下几类：

(1)参数化设计语言建模，该方法将建模过程、计算过程统一在一个可执行文件中，定制型强且计算速度快，并可方便的对其进行调参或修改，但建模过程非常抽象，对于输电塔此类各层不均匀复杂空间结构，需要事先计算出所有定位点坐标，建模效率低下且容易出错。

(2)可视化直接建模，该方法使用三维模式可视化的方式进行模型的建立，过程直观，效率较高，但建模结果通用型较差，不能对单元类型进行更改，完成的模型不能进行非线性大变形动力学分析。

因此，现有技术并不能同时解决建模效率以及建模通用性的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种输电塔塔线体系快速精细化建模方法，为了解决现有技术中很难同时保证建模的精度以及建模效率的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种输电塔塔线体系快速精细化建模系统，所述系统包括：

可视化建模模块，所述可视化建模模块用于根据输电塔的二维设计图纸进行可视化建模，得到所述输电塔的三维模型以及所述三维模型的几何属性；

转换模块，所述转换模块用于将所述三维模型的几何属性转换成文本格式；