依据国内某乘用车及国标ꎬ 建立车辆与电杆碰撞有限元模型ꎬ 进行汽车正面碰 撞及电杆弯曲强度验证ꎮ 在此基础上ꎬ 进行了 ３ 种碰撞速度下轿车冲击对电杆损坏程度 的模拟分析ꎮ 结果表明 ３ 种情况下电杆都因剪切力产生了折断ꎬ 但在不同速度下ꎬ 电杆 损坏程度及断裂点有所不同ꎮ 针对此特点ꎬ 提供了电杆在冲击下的强度设计参考标准ꎬ 提出了电杆在碰撞中抗折损性能的措施ꎮ 关键词: 混凝土电杆ꎻ 电杆折损ꎻ 柱碰撞ꎻ 有限元方法ꎻ 供电可靠性 中图分类号: ＴＭ７５３ 文献标志码: Ａ 文章编号: １００８￣ ０１９８(２０１５)０４￣ ００４８￣ ０４ 收稿日期: ２０１５￣ ０６￣ １６ 目前ꎬ 对于在低压输配电线路中使用十分普遍 的电杆ꎬ 大多考虑其在工作状态下的挠度及抗裂性 能〔１－５〕 ꎬ 而对于冲击载荷下的电杆损伤行为则研究 得较少ꎮ 为了了解电杆在汽车冲击下的断裂情况ꎬ Ｗａｌｔｅ 在 １９８６ 年进行了 １１ 组混凝土电杆台车的碰 撞实验〔６－７〕 ꎬ 探讨了受冲击时的电杆破坏情况ꎮ 实 验结果表明在碰撞中剪切破坏是电杆折损的主要形 式ꎬ 并提出了增大壁厚和加密碰撞区的螺旋筋数量 可以增强电杆的抗剪能力ꎮ 汽车与电杆的碰撞位置一般发生在汽车前端和 侧面ꎬ 发生在汽车前端的碰撞形式在汽车碰撞安全 中行属于低重叠率碰撞ꎮ 国内在对车辆碰撞安全时进 面了相关的研究ꎮ 如: Ｈｏｎｇ 分析了在正面 １００％正 及碰撞、 ４０％前碰撞及柱碰撞形式下ꎬ 汽车的变形 有耐撞性特点〔８〕 ꎮ 杨济匡及 Ａｈｍｅｄ Ｅｌｍａｒａｋｂｉ 通过 限元方法研究了车辆在与树及电杆等柱体碰撞时 的车辆变形及乘员损伤情况〔９－１０〕 ꎮ 在大部分的柱碰 撞研究中ꎬ 研究对象多为汽车的耐撞性及乘员安 全ꎬ 相应研究中也将电杆模拟成不变形的刚性 柱〔１１〕 ꎮ 这不仅与实际碰撞不相符ꎬ 也无法得到电 杆在碰撞中的损坏情况ꎮ 坏 文中旨在对混凝土电杆在与汽车前碰撞时的损 杆机理进行数值模拟及分析ꎬ 建立汽车与混凝土电 的有限元碰撞模型ꎬ 并分别对轿车模型进行正面 碰撞及混凝土电杆弯曲强度验证ꎮ 在此基础上对不 同碰撞速度下电线杆的损坏机理进行仿真分析ꎬ 然 后根据分析结果提出电杆在汽车碰撞中的强度设计 方案及提高电杆抗折断性能具体方法应对电杆折断 事故ꎬ 从而提高供电可靠性ꎮ １ 碰撞模型的建立及验证 模型基于有限元前处理软件 Ｈｙｐｅｒｗｏｒｋｓ 建立ꎬ 碰撞中的轿车来源于国内某乘用车ꎬ 整车包括了车 身、 底盘、 动力总成、 电器以及部分内饰等ꎮ 该模 型使用的材料ꎬ 刚度特性等关键参数根据实验测 得ꎬ 仿真中涉及的 ３ 个机械假人以及相关配重用集 中质量单元来模拟ꎮ 建立的车辆有限元模型质量为 １ ６７０ ｋｇꎬ 部件数为 １ ７８８ 个ꎬ 单元数 １ １０９ ３８５ 个ꎬ 节点数 １ ０６７ ３９２ 个ꎮ 混凝土电杆基于文献 〔１２〕 的数据建立ꎬ 选 用目前使用较普遍的锥形预应力混凝土电杆ꎬ 杆长 Ｌ 为 ７ ｍꎬ 根径为 ２２３ ｍｍꎬ 梢径为 １３０ ｍｍꎬ 壁厚 为 ４０ ｍｍꎬ 纵向配筋为 ８×Φ６ ｍｍꎬ Φ３

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