母線槽是指由金屬板（鋼板或鋁板）為防護(hù)外殼、導(dǎo)電排、絕緣材料及有關(guān)附件組成的系統(tǒng)，用以傳輸電能，具有聚集和分配電力的產(chǎn)品，電站或變電站運(yùn)送電能用的總導(dǎo)線，將發(fā)電機(jī)、變壓器或整流器輸出的電能運(yùn)送給各個(gè)用戶或其他變電所。與傳統(tǒng)的電纜比較，在大電流運(yùn)送時(shí)有很大的優(yōu)越性。作為支撐母線槽的鋼結(jié)構(gòu)支架因?yàn)榭缍却?、高度高、結(jié)構(gòu)雜亂，若應(yīng)用場(chǎng)所為地震頻發(fā)國家且歸于高地震烈度區(qū)，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)支撐的規(guī)劃時(shí)，不只要考慮在一般工況時(shí)鋼結(jié)構(gòu)支撐的使用情況，而且有必要充沛、合理的考慮防地震作用，只要這樣才干保證修建的質(zhì)量和公民生命財(cái)產(chǎn)的安全。鑒于該結(jié)構(gòu)的巨大性和雜亂性，不便通過試驗(yàn)來進(jìn)行校核，而通過ANSYS仿真分析不只能快速，精確地對(duì)該結(jié)構(gòu)做出客觀點(diǎn)評(píng)，而且對(duì)實(shí)際規(guī)劃具有指導(dǎo)作用。在進(jìn)行ANSYS抗震分析等動(dòng)力學(xué)特性研討時(shí)，有必要首先進(jìn)行模態(tài)分析。模態(tài)分析首要用于確認(rèn)結(jié)構(gòu)的振蕩特性，即結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型，它們是承受動(dòng)態(tài)載荷結(jié)構(gòu)規(guī)劃中的重要參數(shù)。通過模態(tài)分析得出的重要信息，為進(jìn)一步的地震反應(yīng)譜分析供應(yīng)參閱當(dāng)?shù)貓?bào)告。

模態(tài)分析基本理論結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析觸及模態(tài)分析、瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析、簡(jiǎn)諧呼應(yīng)分析、隨機(jī)譜分析、隨機(jī)振蕩、疲憊與沖擊分析等方面的內(nèi)容。而以固有頻率和振型分析為方針的模態(tài)分析是其他振蕩分析的根底。通過結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析可以有用地選擇合理的規(guī)劃方案，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有用的證。母線槽鋼結(jié)構(gòu)支架的模態(tài)分析是其結(jié)構(gòu)規(guī)劃的重要內(nèi)容之一，也是結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)和動(dòng)力分析的前提。根據(jù)振蕩理論，多自由度系統(tǒng)以某個(gè)固有頻率振蕩時(shí)所呈現(xiàn)出的振蕩形狀為模態(tài)，此刻系統(tǒng)各點(diǎn)位移存在一定的比例關(guān)系，稱固有振型。不管何種阻尼情況，機(jī)械結(jié)構(gòu)上各點(diǎn)對(duì)外力的呼應(yīng)都可以表明成由固有頻率、阻尼比和振型等模態(tài)參數(shù)組成的各階振型模態(tài)的疊加。模態(tài)分析的核心內(nèi)容就是確認(rèn)描述結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的參數(shù)。

鋼結(jié)構(gòu)支架的三維模型搭建

因?yàn)橛肁NSYS對(duì)母線槽鋼結(jié)構(gòu)支架進(jìn)行建模沒有專業(yè)建模軟件PRO/E，UGNX4等使用方便，將采用PRO/E，對(duì)支架進(jìn)行幾何建模，其支架三維模型，如圖1所示。圖1支架三維模型

1PRO/E數(shù)模的導(dǎo)入和網(wǎng)格區(qū)分

ANSYS軟件自身雖然具有健壯的前處理功用，但比較于Hypermesh，前處理功用還不行健壯。將支架的PRO/E數(shù)模導(dǎo)出成IGES格式，導(dǎo)入Hypermesh中進(jìn)行網(wǎng)格區(qū)分。為了能最大極限的復(fù)原實(shí)體模型并利于簡(jiǎn)化核算，采用殼單元和實(shí)體單元。該有限元模型共有節(jié)點(diǎn)100464個(gè)，單元87285個(gè)。

2設(shè)置材料參數(shù)

鋼結(jié)構(gòu)支架材料為Q235B鋼，其主要參數(shù)為楊氏彈性模量2.06×105MPa，泊松比0.3，密度7.8e-9t/mm3。母線槽材料為鋁合金，其主要參數(shù)為楊氏彈性模量7×104，泊松比0.33，密度2.7e-9t/mm3。

3載荷，捆綁的模仿定義重力加速度9800mm/s2，在支架立柱底端及其他相應(yīng)方位施加捆綁。如圖2所示，為定義重力加速度，捆綁后的ANSYS仿真圖。