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随着±800千伏哈密南-郑州特高压直流工程投产,新疆电网迈入了特高压时代。新疆是我国的能源大省,不仅担负着“疆电外送”的重任,而且承担着跨国能源互联互通的重任.然而新疆特殊的自然环境,致使常规设计的金具投入时间不久就已经出现了比较剧烈的磨损现象,新疆电网的总体安全运行得不到保障。本文针对特高压输电线路金具在强风环境下的磨损行为展开研究,通过金具的磨损实验获得强风对金具磨损失效行为的影响规律,通过ANSYS Workbench的方法研究金具的磨损过程,完成金具在一定模型下的失效预测,得到金具在不同风速下电力金具疲劳寿命的预测值。电力金具U型环的磨损实验是根据实际大风环境来设计的,在不同施加载荷、不同磨损次数的试验条件下对电力金具U型环进行磨损实验。利用扫描电镜、金相显微镜、硬度等方法分析U型环的形貌、组织与结构变化。通过U型环的磨损试验可以得到:随着不同施加载荷与不同磨损次数的增加,U型环的磨损后破坏载荷逐渐下降;通过扫描电镜分析可以看出U型环的接触区域有了明显的分层现象;从金相微观组织的图片可以观察到U型环的接触区域发生了明显的塑性变形,各个晶粒沿着变形方向逐渐的伸长,接触区域的硬度也有了明显下降。为了更全面的了解电力金具U型环在摆动过程的应力变化,本文利用有限元软件对U型环进行了静力学分析与动力学分析。通过ANSYS Workbench有限元软件对电力金具U型环静力学分析可以得到,U型环在8000N的施加载荷条件下,上下U型环的接触区域比较集中,接触的区域有着较大的应力,最大应力为1284.3 Mpa,上下U型环的最大接触应力在最中间的接触区域,最大接触应力为906.92 Mpa、最大摩擦应力为126.1 Mpa;通过动力学的模拟,可以得出U型环在8000N的载荷条件下,U型环随着角度(0°-30°)变化,上U型环的等效应力总是大于下U型环,随着磨损次数的增加,U型环的磨损量逐渐增大,磨损速率却基本恒定,没有出现加速磨损趋势。与实验磨损尺寸的数据基本一致。U型环的疲劳寿命对电力金具的正常运行显得尤为重要,所以本文对电力金具U型环的疲劳寿命进行了分析。选取ANSYS Workbench的疲劳寿命模块,该模块使用弹塑性假设和Miner累计疲劳准则,通过N-S曲线,得到在不同施加载荷下U型环的疲劳寿命。4000N载荷下U型环的最小疲劳寿命为425980次,6000N载荷下U型环的最小疲劳寿命为221820次,8000N载荷下U型环的最小疲劳寿命为166210次。最后对电力金具U型环进行回归分析。通过SPSS软件进行不同条件下电力金具U型环的预测。得出:上U型环磨损尺寸的复相关系数为94%,下U型环磨损尺寸的复相关系数为94.2%;U型环磨损后剩余强度的复相关系数为98%;说明回归模型能够较好的预测U型环的磨损情况。