基于表面场强扫描的金具结构优化方法

摘要

本发明涉及基于表面场强扫描的金具结构优化方法，属于电力系统输电线路金具设计技术领域。该方法包括：给定金具的结构和尺寸；根据金具的结构和尺寸建立三维模型，采用有限元方法计算出金具整个表面场强；搜索金具表面场强最大值，并测量得到该值对应点的曲率半径；若表面场强最大值在目标范围之内，则优化结束；否则计算场强不均匀系数：将金具分解为若干个对称结构，分别在每个对称结构上取若干对称路径进行场强测量，并对所有路径的场强最大值和最小值取平均得到场强值；并计算场强不均匀系数；优化表面场强最大点的曲率半径，得到优化后的金具的结构和尺寸，迭代优化；本发明大大降低了金具尺寸优化的试验成本，具有非常突出的工程价值。

主权项

1.一种基于三维有限元场强计算的金具表面的曲率半径优化方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：1）给定金具的结构和尺寸；2）根据金具的结构和尺寸建立三维模型，根据三维模型采用有限元方法计算出金具整个表面场强；3）搜索金具表面场强最大值E_max，并测量得到该值对应点的曲率半径；4）若表面场强最大值E_max在目标范围之内，则优化步骤结束；否则进行步骤5）；5）计算场强不均匀系数：将金具分解为若干个对称结构，分别在每个对称结构上取若干对称路径进行场强测量，取每条路径上的场强最大值，并对所有路径的场强最大值取平均得到场强值E_av；并计算场强不均匀系数为：K＝E_max/E_av；6）优化步骤3）中表面场强最大点的曲率半径，得到优化后的金具的结构和尺寸，转至步骤2）；优化步骤3）中表面场强最大点曲率半径的具体方法为：设步骤3）中表面场强最大点的曲率半径为R，优化后的曲率半径为：R'＝f(K)×R，其中f(K)是场强不均匀系数K的函数：