碗头挂板是输电线路中连接悬垂线夹和绝缘子串的连接金具,起到了固定导线和绝缘的作用,其性能的优劣直接影响到输电线路的安全,对于输电线路发展迅速的今天具有重要的意义。随着输电线路电压等级的不断提高,对碗头挂板性能的要求越来越高,因此须对碗头挂板进行改进设计研究,以适应输电线路的发展。对碗头挂板在工作时应力大小、应力分布的研究分析是一个复杂的过程,涉及到实验测试、信息采集、数据处理、模拟仿真、改进设计、设计校核等方面的工作,具有较高的研究意义。随着有限元分析技术的发展,可以利用计算机与实验相结合的方法来解决此类问题。本文以高性能碗头挂板为研究对象,其主要研究内容如下：1、分析碗头挂板的结构,采用应变电测法进行应力应变测试,获得碗头挂板在工作时的应力分布规律。2、通过对输电线路线形的探讨,将线路导线简化为单索结构,建立导线单索结构的微分方程；结合抛物线理论以及某一大跨越输电线路,计算得出导线在无冰无风、有冰无风、无冰有风、有冰有风四种工况下碗头挂板所受的实际工作载荷。3、建立碗头挂板实体模型,使用大型通用有限元分析软件ANSYS Workbench作为数值模拟工具,对模型进行体切割、定义材料、设置接触、划分网络、施加边界条件后,进行有限元计算,并将有限元计算结果与实验测试结果进行对比,以得到正确的模型。最后进行实际工作载荷的有限元分析,得到碗头挂板的应力分布情况,为碗头挂板的改进设计研究提供基础。4、根据实验测试和有限元分析结果,得出碗头挂板结构的薄弱环节和工作特性,在此基础上对碗头挂板进行材料和关键部件结构的改进设计研究,从而获得具有新材料和结构形式的新型碗头挂板。该新型结构不但可以提高碗头挂板的强度,使其应力分布合理,并且可以减轻碗头挂板的重量。5、了解疲劳寿命方面的理论,掌握影响疲劳强度的因素以及提高疲劳强度的方法,分析碗头挂板断裂的原因,以新型碗头挂板材料的疲劳试验为基础,分析改进后碗头挂板的疲劳寿命,验证改进设计的效果。