基于MATLAB_ANSYS的架空输电线脱冰仿真实验系统.pdf

架空输电线脱冰现象是指架空输电线路上由于天气原因或其它因素导致线路表面形成的冰层脱落。这种现象不仅会影响输电线路的正常运行，还可能由于冰层脱落导致输电线跳跃和输电塔的冲击振动，从而威胁到电网的稳定安全。针对这一问题，本文介绍了一种基于MATLAB和ANSYS软件构建的架空输电线脱冰仿真实验系统，旨在加深学生对于该教学内容的理解，并增强他们对脱冰趋势规律的认识。 MATLAB（Matrix Laboratory的缩写）是一种高性能的数值计算和可视化软件，广泛应用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算等工程和技术领域。在本仿真实验系统中，MATLAB被用于构建仿真系统的交互界面，为用户提供直观的操作平台和参数输入、修改界面。 ANSYS是一款强大的有限元分析软件，能够解决复杂的工程问题，特别是在结构分析、热分析、流体动力学分析和电磁场分析等方面具有广泛应用。在架空输电线脱冰仿真实验系统中，ANSYS的有限元处理能力被用来自动进行脱冰仿真计算，通过其强大的后处理能力，可以实现对脱冰过程的准确模拟。 APDL（ANSYS Parametric Design Language）是ANSYS软件的参数化设计语言，它允许用户通过编写脚本文件来定制自己的有限元模型、自动进行计算并提取结果。在本系统中，APDL被用来进行二次开发，以实现自动化脱冰仿真的计算过程。 架空输电线脱冰仿真实验系统能够模拟输电线整档和部分脱冰工况，并且能够对同期和顺序脱冰工况进行仿真。通过仿真实验，系统能够生成脱冰过程的动态模拟结果，包括动态张力变化和档中跳跃位移等数据，为教学和科研提供有力的工具。 此类仿真实验系统在教学上的应用，能够有效弥补传统实验设备成本高、操作复杂、资源有限等问题，降低学生对专业软件使用的基础要求，并帮助他们更好地掌握理论知识和实验技能，提高对架空输电线脱冰现象的理解和分析能力。 在文中还提到了基金项目，即河北省高校新工科研究与实践项目（2017GJXGK027），这表明该研究得到了相应的资金支持，并可能在新工科教育改革的背景下，对提升工程教育质量与效果具有重要意义。 文章作者王璋奇，作为华北电力大学机械工程系的教授，博士生导师，主要研究方向包括输电线路工程、机械系统动力学及应用。他负责的研究成果不仅对于教学有显著帮助，也为架空输电线脱冰相关领域的研究与实践提供了重要的参考。 综合以上内容，架空输电线脱冰仿真实验系统的设计与实现，展示了MATLAB和ANSYS在工程仿真领域的强大能力，同时，该系统为工程教育的教学实践提供了一种新的方法和思路，通过仿真技术帮助学生更好地理解和掌握输电线路脱冰的理论知识和实际问题，对于提高工科学生的工程实践能力和创新思维具有积极作用。