考慮接觸摩擦與各向異性性能的碳纖維復合芯導線(ACCC)徑向耐壓性能的有限元分析

摘要：為了確定碳纖維復合芯導線(正交各向異性復合材料)在架線壓接施工過程中合理的壓接載荷范圍,研究該復合材料的徑向力學性能,確保架空導線在電網中的安全穩定運行。使用ANSYS軟件以1∶1的比例建立了Ф7.5mm的碳纖維復合芯棒的各向異性材料模型與耐張線夾的三維有限元模型,利用Tsai-Wu失效準則判定復合芯棒失效行為,同時考慮了復合芯棒與外層鋁絞線、耐張線夾之間的接觸與摩擦行為,對復合芯棒的壓接施工過程進行了非線性靜力學有限元分析。結果表明:在碳纖維復合芯導線壓接施工過程中,單模壓力如果小于24MPa,則芯棒易從金具腔中拉脫;如果壓力大于28MPa,則復合芯易被壓碎;但是復合芯在金具靠近楔形夾一側由于應力集中更容易壓損,該側壓力應相對較小,在21MPa~23MPa為宜。