Szabadvezeték sodrony végeselemes modelljének egyszerűsítése
Villamos energiaszállításra leggyakrabban szabadvezetékeket alkalmaznak,
amelyek egy vagy több vezetéksodronyból készülnek. Ezek az elektromos
terhelésen kívül jelentős mechanikai behatásnak vannak kitéve, melyek
nagy része a vezeték körül áramló szél miatt alakul ki. Ilyen például a
Kármán-féle örvénysor, ami egy nagy frekvencián történő rezgést generál.
Ez gyakran vezet a kábel vagy az azt rögzítő alkatrészek kifáradásához.
Tehát mechanikai szempontból is fontos vizsgálni ezen rendszereket.
A mechanikai modellalkotásnál meg kell fontolni, hogy egy nagyon
egyszerű, primitív modell eredményeiből lehet-e messzemenő
következtetéseket levonni. Viszont egy nagyon részletes, több
oszlopköznyi vezetékszakasz modell rendkívül nagy számítási kapacitást
és időt igényel. Feladatunk egy kellően pontos, ám viszonylag kevés
elemből álló végeselem modell létrehozása. Ezt úgy érjük el, hogy egy
rövid vezetékdarab részletes modelljéből állítunk elő egy azzal
egyenértékű gerenda elemet.
Továbbá ezen modell redukció közben megismerjük a vezetéksodronyok
sajátos mechanikai viselkedését is, ugyanis a spirális szálak miatt már
egytengelyű húzás esetén is összetett igénybevétel figyelhető meg a
sodronyon. Illetve vizsgáljuk, hogy a szálak közti súrlódás mekkora
szerepet játszik az egyes terhelésekre adott válaszokban.
A dolgozatban egy rövid vezetéksodrony darab részletes modelljéből
képezzük a vele egyenértékű gerenda elem merevségi mátrixát, majd
ezekből az elemekből építünk fel egy hosszabb vezetékszakaszt, és erre
alkalmazzuk a szél általi gerjesztést.
Irodalom:
1. Verebély László: Villamos erőátvitel, 3. kötet, Műszaki könyvkiadó, Budapest, 1958.
2. Lajos Tamás: Az áramlástan alapjai, Budapest, 2015.
3. Alain Cardou: Mechanical models for overhead electrical conductors in bending, Université Laval, Québec, 2013.
4. Moharos I., Oldal I., Szekrényes A.: Végeselem-módszer, Typotex kiadó, Budapest, 2011.
