CN107679258B - 输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法及装置 - Google Patents

输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法及装置，其中该方法包括如下步骤：钢管构件确定步骤，在预先构建的输电钢管塔模型中，根据各计算杆件的参数将各计算杆件分成多个钢管构件，每个钢管构件包括一根计算杆件或者至少两根依次连接的计算杆件；参数确定步骤，根据各钢管构件中计算杆件的参数确定各钢管构件的参数；锻造法兰组确定步骤，对于任意相邻的两个钢管构件，根据两个钢管构件的参数确定用于连接两个钢管构件的锻造法兰组。本发明中锻造法兰组的选配是根据钢管构件的参数确定的，提高了锻造法兰组选配的准确性，并且锻造法兰组的选配方法能够实现模块化，无需手动选取锻造法兰组，减少了选配锻造法兰组的工作量。

Description

输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法及装置
技术领域
本发明涉及输电钢管技术领域，具体而言，涉及一种输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法及装置。
背景技术
随着我国经济的飞速发展，在促进国民经济不断提高的同时，我国的电力行业也在不断发展。输电线路为我国的电力供应提供了基础和保障，在电力供应系统中发挥着关键性的作用。其中，输电塔是支持高压或超高压架空送电线路的导线和避雷线的构筑物，是架空输电线路的重要组成部分，起着支撑导线、地线及其他附件的作用。
一般而言，输电塔包括：输电角钢塔和输电钢管塔。在输电钢管塔中，主材采用的是钢管，一根钢管是由一个计算杆件或多个依次相互连接的计算杆件构成，相邻的钢管之间通过锻造法兰组连接。通常情况下，锻造法兰组的选配是由设计人员根据相邻的两个钢管的参数手动从锻造法兰库中选取合适的锻造法兰组。然而，为了降低锻造法兰的比重，相关设计人员根据锻造法兰的强度对锻造法兰进行了分级，即锻造法兰的强度级差为100％、85％、70％，这样锻造法兰库中的锻造法兰在原来分级的基础上按照强度级差进行了再次分级，使得锻造法兰库中锻造法兰的规格大大增加。并且，锻造法兰组中两个锻造法兰的强度级差是与相连接的钢管的规格和受力状况相关联的，这样设计人员在选配锻造法兰组时需要考虑钢管的规格和受力状况，增大了锻造法兰组选配的难度。因此，仅仅依靠设计人员手动选配锻造法兰组，使得选配锻造法兰组的过程比较复杂，大大增加了设计人员选配锻造法兰组的难度和工作量，并且，增加了出错的几率。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法，旨在解决现有技术中设计人员手动选配锻造法兰组导致选取的难度增加且易出错的问题。本发明还提出了一种输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配装置。
一个方面，本发明提出了一种输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法，该方法包括如下步骤：钢管构件确定步骤，在预先构建的输电钢管塔模型中，根据各计算杆件的参数将各计算杆件分成多个钢管构件，每个钢管构件包括一根计算杆件或者至少两根依次连接的计算杆件；参数确定步骤，根据各钢管构件中计算杆件的参数确定各钢管构件的参数；锻造法兰组确定步骤，对于任意相邻的两个钢管构件，根据两个钢管构件的参数确定用于连接两个钢管构件的锻造法兰组。
进一步地，上述输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法中，钢管构件确定步骤进一步包括：第一确定子步骤，从输电钢管塔模型中任选一根计算杆件，将所选计算杆件的参数与相邻计算杆件的参数进行匹配，若满足匹配条件，则确定所选计算杆件与相邻计算杆件属于同一钢管组件，若不满足匹配条件，则确定所选计算杆件构成一个钢管构件；第二确定子步骤，将钢管组件端部的计算杆件与相邻计算杆件进行匹配，若钢管组件端部的计算杆件与相邻计算杆件满足匹配条件，则相邻计算杆件属于钢管组件；若不满足匹配条件，则相邻计算杆件不属于钢管组件；重复该步骤，直至确定出属于钢管组件的所有计算杆件，并将钢管组件中包含的所有计算杆件确定为一个钢管构件；重复第一确定子步骤和第二确定子步骤，直至确定出输电钢管塔模型中的所有钢管构件。
进一步地，上述输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法中，计算杆件和钢管构件的参数均包括：材质、壁厚、直径和两个端点处的轴力；匹配条件为：如果两根相邻计算杆件的材质、直径和壁厚均相同，并且，两根相邻计算杆件共线，则确定两根相邻计算杆件相匹配。
进一步地，上述输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法中，参数确定步骤进一步包括：当钢管构件由一根计算杆件构成时，将计算杆件的材质确定为钢管构件的材质，将计算杆件的直径确定为钢管构件的直径，将钢管构件的两个端点处的轴力确定为钢管构件端点的轴力；当钢管构件由至少两根计算杆件构成时，将各计算杆件的材质确定为钢管构件的材质，将各计算杆件的直径确定为钢管构件的直径，将位于两端的计算杆件的轴力分别确定为钢管构件的两个端点处的轴力。
进一步地，上述输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法中，锻造法兰组确定步骤进一步包括：锻造法兰控制钢管构件确定子步骤，根据两个钢管构件的直径或两个钢管构件连接处的端点的轴力确定其中一个钢管构件为法兰锻造法兰控制钢管构件，另一个钢管构件确定为适配钢管构件；锻造法兰确定子步骤，根据锻造法兰控制钢管构件的材质、直径和在连接处的端点的轴力以及适配钢管构件的直径确定锻造法兰组。
进一步地，上述输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法中，锻造法兰控制钢管构件确定子步骤进一步包括：当两个钢管构件的直径不同时，将直径较小的钢管构件确定为锻造法兰控制钢管构件；当两个钢管构件的直径相同时，将两根钢管构件在连接处的端点的轴力较小的钢管构件确定为锻造法兰控制钢管构件。
进一步地，上述输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法中，锻造法兰确定子步骤进一步包括：将锻造法兰控制钢管构件的材质确定为锻造法兰组中两个锻造法兰的材质；将锻造法兰控制钢管构件的直径和适配钢管构件的直径分别确定为锻造法兰组中两个锻造法兰的直径；锻造法兰控制钢管构件在连接处的端点的轴力小于等于与锻造法兰控制钢管构件的直径相匹配的锻造法兰的设计承载力，并且，锻造法兰的强度级差最小。
本发明中，先将各计算杆件分为多个钢管构件，然后确定每个钢管构件的参数，再根据任意相邻的两个钢管构件的参数确定锻造法兰组，使得锻造法兰组的选配简单方便，而且锻造法兰组是根据钢管构件的参数来确定的，提高了锻造法兰组选配的准确性，从而确保了钢管构件之间的稳定连接，进而保证输电钢管塔的稳定运行，并且，该锻造法兰组的选配方法能够实现模块化，可以通过相应的软件来实现，无需设计人员手动选取锻造法兰组，大大减少了选配锻造法兰组的难度和工作量，有效地降低了出错率，解决了现有技术中设计人员手动选配锻造法兰组导致选配的难度增加且易出错的问题。
另一方面，本发明还提出了一种输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配装置，该装置包括：钢管构件确定模块，用于在预先构建的输电钢管塔模型中，根据各计算杆件的参数将各计算杆件分成多个钢管构件，每个钢管构件包括一根计算杆件或者至少两根依次连接的计算杆件；参数确定模块，用于根据各钢管构件中计算杆件的参数确定各钢管构件的参数；锻造法兰组确定模块，用于对于任意相邻的两个钢管构件，根据两个钢管构件的参数确定用于连接两个钢管构件的锻造法兰组。
进一步地，上述输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配装置中，钢管构件确定模块包括：第一确定子模块，用于从输电钢管塔模型中任选一根计算杆件，将所选计算杆件的参数与相邻计算杆件的参数进行匹配，若满足匹配条件，则确定计算杆件与相邻计算杆件属于同一钢管组件，若不满足，则确定所选计算杆件构成一个钢管构件；第二确定子模块，用于将钢管组件端部的计算杆件与相邻计算杆件进行匹配，若钢管组件端部的计算杆件与相邻计算杆件相匹配，则相邻计算杆件属于钢管组件；若不匹配，则相邻计算杆件不属于钢管组件；根据钢管组件端部的计算杆件与相邻计算杆件的匹配情况确定出属于钢管组件的所有计算杆件，并将钢管组件中包含的所有计算杆件确定为一个钢管构件。
进一步地，上述输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配装置中，锻造法兰组确定模块包括：锻造法兰控制钢管构件确定子模块，用于根据两个钢管构件的直径或两个钢管构件连接处的端点的轴力确定其中一个钢管构件为锻造法兰控制钢管构件，另一个钢管构件确定为适配钢管构件；锻造法兰确定子模块，用于根据锻造法兰控制钢管构件的材质、直径和在连接处的端点的轴力以及适配钢管构件的直径确定锻造法兰组。
本发明中，锻造法兰组的选配简单方便，而且锻造法兰组是根据钢管构件的参数来确定的，提高了锻造法兰组选配的准确性，从而确保了钢管构件之间的稳定连接，进而保证输电钢管塔的稳定运行，并且，该锻造法兰组的选配方法无需设计人员手动选取锻造法兰组，大大减少了选配锻造法兰组的难度和工作量，有效地降低了出错率
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法的又一流程图；
图3为本发明实施例提供的输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法的又一流程图；
图4为本发明实施例提供的输电钢管塔的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的输电钢管塔中，钢管构件的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配装置的结构框图；
图7为本发明实施例提供的输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配装置中，钢管构件确定模块的结构框图；
图8为本发明实施例提供的输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配中，锻造法兰组确定模块的结构框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
方法实施例：
参见图1，图1为本发明实施例提供的输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法的流程图。如图所示，输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法包括如下步骤：
钢管构件确定步骤S1，在预先构建的输电钢管塔模型中，根据各计算杆件的参数将各计算杆件分成多个钢管构件，每个钢管构件包括一根计算杆件或者至少两根依次连接的计算杆件。
具体地，输电钢管塔模型为预先根据相关设计规定构建的。参见图4，在该输电钢管塔模型中，输电钢管塔的主材包括多根依次相互连接的计算杆件1，其中，一根计算杆件1可以构成一个钢管构件2，至少两根依次连接的计算杆件1也可以构成一个钢管构件2。各计算杆件1的参数均可以根据输电钢管塔模型来确定，其中，计算杆件1的参数可以包括：材质、壁厚、直径和两个端点处的轴力。
参数确定步骤S2，根据各钢管构件中计算杆件的参数确定各钢管构件的参数。
具体地，钢管构件2包括至少一根计算杆件1，钢管构件2的参数可以根据所包含的各计算杆件1的参数进行确定，则钢管构件2的参数也可以包括：材质、壁厚、直径和两个端点处的轴力。输电钢管塔模型中确定出的多个钢管构件的直径并不是全部相等，也就是说，任意两个钢管构件的直径可以相等，也可以不相等。
锻造法兰组确定步骤S3，对于任意相邻的两个钢管构件，根据两个钢管构件的参数确定用于连接两个钢管构件的锻造法兰组。
具体地，参见图4和图5，从上述钢管构件确定步骤S1中确定出的多个钢管构件2中任意选取两个相邻的钢管构件，任意相邻的两个钢管构件2均是通过锻造法兰组3相连接，则输电钢管塔中的所有钢管构件2之间均是通过锻造法兰组3相连接。其中，每个锻造法兰组3均包括：两个锻造法兰。相邻的两个钢管构件2中的一个钢管构件与锻造法兰组3中的其中一个锻造法兰相连接，另一个钢管构件与另一个锻造法兰相连接，两个锻造法兰之间通过螺栓连接。具体实施时，每个钢管构件2与锻造法兰组3中的锻造法兰的连接方式可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。
任意相邻的两个钢管构件连接处均共用一个端点，并且该端点通常为主材与斜材的交点，若将锻造法兰组设置于两个钢管构件连接处，则不利于锻造法兰组的安装，因此，具体实施时，锻造法兰组一般设置在两个钢管构件连接处的端点的上方。
具体实施时，输电钢管塔中主材包括多个钢管构件，各相邻的钢管构件之间通过锻造法兰组连接，输电钢管塔中的斜材与主材之间的连接方式和斜材与斜材之间的连接方式一般均采用插板连接。
可以看出，本实施例中，先将各计算杆件分为多个钢管构件，然后确定每个钢管构件的参数，再根据任意相邻的两个钢管构件的参数确定锻造法兰组，使得锻造法兰组的选配简单方便，而且锻造法兰组是根据钢管构件的参数来确定的，提高了锻造法兰组选配的准确性，从而确保了钢管构件之间的稳定连接，进而保证输电钢管塔的稳定运行，并且，该锻造法兰组的选配方法能够实现模块化，可以通过相应的软件来实现，无需设计人员手动选取锻造法兰组，大大减少了选配锻造法兰组的难度和工作量，有效地降低了出错率，解决了现有技术中设计人员手动选配锻造法兰组导致选配的难度增加且易出错的问题。
参见图2，上述实施例中，钢管构件确定步骤S1进一步包括：
第一确定子步骤S11，从输电钢管塔模型中任选一根计算杆件，将所选计算杆件的参数与相邻计算杆件的参数进行匹配，若满足匹配条件，则确定所选计算杆件与相邻计算杆件属于同一钢管组件，若不满足匹配条件，则确定所选计算杆件构成一个钢管构件。
具体地，所选计算杆件可以为位于输电钢管塔模型中中间位置的计算杆件，这样所选计算杆件的两端分别与其他的计算杆件相连接，则所选计算杆件有两根相邻的计算杆件。将所选计算杆件的参数与其中一根相邻计算杆件的参数进行匹配，若满足匹配条件则所选计算杆件与该相邻的计算杆件属于同一钢管组件；若不满足匹配条件，则所选计算杆件与该相邻的计算杆件不属于同一钢管组件。再将所选计算杆件的参数与另一根相邻计算杆件的参数进行匹配，若满足匹配条件则所选计算杆件与该相邻的计算杆件属于同一钢管组件；若不满足匹配条件，则所选计算杆件与该相邻的计算杆件不属于同一钢管组件。当所选计算杆件与两根相邻的计算杆件均不满足匹配条件，则确定所选计算杆件构成一个钢管构件2。经过上述的匹配判断，所选计算杆件可以构成一个钢管构件2；也可以是，所选计算杆件与其中一根相邻计算杆件构成一个钢管组件；还可以是，所选计算杆件与两根相邻计算杆件共同构成一个钢管组件。
匹配条件为：如果两根相邻计算杆件的材质、直径和壁厚均相同，并且，两根相邻计算杆件共线，则确定两根相邻计算杆件相匹配。
例如，参见4，任选一根计算杆件1550-1570，该计算杆件1550-1570的相邻计算杆件为计算杆件1470-1550和计算杆件1570-1590。从输电钢管塔模型中获取计算杆件1550-1570、计算杆件1470-1550和计算杆件1570-1590的相关参数，参数包括：材质、直径和壁厚。将计算杆件1550-1570与计算杆件1470-1550进行匹配，经判断，计算杆件1550-1570与计算杆件1470-1550不满足匹配条件，则计算杆件1550-1570与计算杆件1470-1550不属于同一钢管构件。再将计算杆件1550-1570与计算杆件1570-1590进行匹配，经判断，计算杆件1550-1570与计算杆件1570-1590满足匹配条件，则计算杆件1550-1570与计算杆件1570-1590属于同一钢管组件。
第二确定子步骤S12，将第一确定子步骤S11中确定出的钢管组件端部的计算杆件与相邻计算杆件进行匹配，若钢管组件端部的计算杆件与相邻计算杆件满足匹配条件，则相邻计算杆件属于该钢管组件；若不满足匹配条件，则相邻计算杆件不属于钢管组件。重复该步骤，直至确定出属于钢管组件的所有计算杆件，并将钢管组件中包含的所有计算杆件确定为一个钢管构件。
具体地，将第一确定子步骤S11中确定出的钢管组件中位于两个端部的计算杆件分别再与各自相邻的计算杆件进行匹配，也就是说，当钢管组件包括两根计算杆件时，两根计算杆件分别与各自相邻的计算杆件进行匹配，若满足匹配条件，则相邻计算杆件属于该钢管组件；若不满足匹配条件，则相邻计算杆件不属于钢管组件。当钢管组件包括三根计算杆件时，先将三根计算杆件中位于其中一端的计算杆件与其相邻计算杆件进行匹配，再将位于另一端的计算杆件与其相邻计算杆件进行匹配，从而确定出三根计算杆件中位于两端的计算杆件的相邻计算杆件是否属于该钢管组件。
若钢管组件中位于两个端部的计算杆件与相邻计算杆件均不匹配，则钢管组件中所有的计算杆件构成了一个钢管构件。若钢管组件中位于其中一个端部的计算杆件与相邻计算杆件不匹配，则钢管组件中该端部的计算杆件为该端部的截止计算杆件，无需再与相邻的计算杆件进行匹配。若钢管组件中位于其中一个端部的计算杆件与相邻计算杆件相匹配，则该相邻计算杆件属于该钢管组件，则该相邻计算杆件作为该钢管组件中该端部的计算杆件，继续将该端部的计算杆件与相邻的计算杆件进行匹配，直至当钢管组件的该端部的计算杆件与相邻计算杆件无法匹配，确定出该端部的截止计算杆件为止。当钢管组件的两个端部均确定出截止计算杆件时，属于该钢管组件的所有计算杆件确定完毕，则将属于该钢管组件的所有计算杆件确定为一个钢管构件2。
例如，参见图4，上述的钢管组件包括：计算杆件1550-1570与计算杆件1570-1590，将计算杆件1550-1570与相邻计算杆件1470-1550进行匹配，经判断，不满足匹配条件，则相邻计算杆件1470-1550不属于该钢管组件，即计算杆件1550-1570为该钢管组件中该端部的截止计算杆件。再将计算杆件1570-1590与相邻计算杆件1590-2030进行匹配，经判断，不满足匹配条件，则相邻计算杆件1590-2030不属于该钢管组件，即计算杆件1570-1590为该钢管组件中该端部的截止计算杆件。因此，计算杆件1550-1570与计算杆件1570-1590构成一个钢管构件。
重复上述的第一确定子步骤S11和第二确定子步骤S12，直至将输电钢管塔模型中的所有钢管构件全部确定出来。
可以看出，本实施例中，通过将输电钢管塔模型中任选的计算杆件与相邻计算杆件进行匹配确定出钢管组件，再将钢管组件的端部的计算杆件与相邻计算杆件进行匹配确定出钢管构件，该钢管构件的确定方法能够对输电钢管塔模型中的所有计算杆件进行匹配，确保了确定出的钢管构件的准确，避免计算杆件的遗漏，并且，该确定方法简单，便于实现。
上述实施例中，参数确定步骤S2进一步包括：
当钢管构件2由一根计算杆件构成时，将计算杆件的材质确定为钢管构件的材质，将计算杆件的直径确定为钢管构件的直径，将钢管构件的两个端点处的轴力确定为钢管构件端点的轴力，将计算杆件的两个端点的端号确定为钢管构件的两个端点的端号。
当钢管构件2由至少两根计算杆件1构成时，由于各计算杆件1的材质、直径均相同，所以将各计算杆件的材质确定为钢管构件的材质，将各计算杆件的直径确定为钢管构件的直径，将钢管构件中位于两端的计算杆件的轴力分别确定为钢管构件的两个端点处的轴力，将位于两端计算杆件的最外侧端点的端号确定为钢管构件的两个端点的端号。
可以看出，本实施例中，根据构成钢管构件中的各计算杆件的参数确定钢管构件的参数，确保了钢管构件的参数的准确确定，简单便捷。
参见图3，上述各实施例中，锻造法兰组确定步骤S3进一步包括：
锻造法兰控制钢管构件确定子步骤S31，根据两个钢管构件的直径或两个钢管构件连接处的端点的轴力确定其中一个钢管构件为锻造法兰控制钢管构件，另一个钢管构件确定为适配钢管构件。
具体地，锻造法兰控制钢管构件确定子步骤S31进一步包括：
当两个钢管构件的直径不同时，将直径较小的钢管构件确定为锻造法兰控制钢管构件。
当两个钢管构件的直径相同时，将两个钢管构件在连接处的端点的轴力较小的钢管构件确定为锻造法兰控制钢管构件。具体地，相邻的两个钢管构件在连接处共用一个端点，将其中一个钢管构件在连接处所对应的端点处的轴力与另一个钢管构件在连接处所对应的端点处的轴力进行比较，将轴力较小的钢管构件确定为锻造法兰控制钢管构件。
锻造法兰确定子步骤S32，根据锻造法兰控制钢管构件的材质、直径和在连接处的端点的轴力以及适配钢管构件的直径确定锻造法兰组。
具体地，锻造法兰确定子步骤S32进一步包括：
将锻造法兰控制钢管构件的材质确定为锻造法兰组中两个锻造法兰的材质，也就是说，锻造法兰组中两个锻造法兰的材质相同，并且两个锻造法兰的材质均与锻造法兰控制钢管构件的材质相同。
将锻造法兰控制钢管构件的直径和适配钢管构件的直径分别确定为锻造法兰组中两个锻造法兰的直径。具体地，锻造法兰控制钢管构件的直径与锻造法兰组3中其中一个锻造法兰的直径相同，适配钢管构件的直径与另一个锻造法兰的直径相同。锻造法兰的直径为锻造法兰在与相应的钢管构件连接处的直径。
锻造法兰控制钢管构件在连接处的端点的轴力小于等于与锻造法兰控制钢管构件的直径相匹配的锻造法兰的设计承载力，并且，该锻造法兰的强度级差最小。具体地，将与锻造法兰控制钢管构件的直径相匹配的锻造法兰称为控制锻造法兰，另一个锻造法兰称为适配锻造法兰。在锻造法兰库中，控制锻造法兰与适配锻造法兰为成对出现的，并且，可以由锻造法兰库中查找到控制锻造法兰的设计承载力值。锻造法兰控制钢管构件在连接处所对应的端点的轴力应小于等于控制锻造法兰的设计承载力，并且，选取该控制锻造法兰的强度级差最小的锻造法兰。由于锻造法兰库中的控制锻造法兰与适配锻造法兰均是配对好的，所以当选定好控制锻造法兰之后，根据适配锻造法兰的直径，从锻造法兰库中直接查找相应的锻造法兰组即可，该锻造法兰组包括控制锻造法兰和与该控制锻造法兰相对应的适配锻造法兰。
可以看出，本实施例中，根据相邻两个钢管构件的参数选配锻造法兰组，选配的锻造法兰组能够更好地与钢管构件相匹配，提高了锻造法兰组选配的准确性，并且，该锻造法兰组的确定方法简单。
参见图4和图5，下面对输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法进行举例说明：
从输电钢管塔模型中任选一根计算杆件1550-1570，该计算杆件1550-1570的相邻计算杆件为计算杆件1470-1550和计算杆件1570-1590。根据计算杆件1550-1570、计算杆件1470-1550和计算杆件1570-1590的相关参数，将计算杆件1550-1570与计算杆件1470-1550进行匹配，经判断，计算杆件1550-1570与计算杆件1470-1550不满足匹配条件，则计算杆件1550-1570与计算杆件1470-1550不属于同一钢管组件。再将计算杆件1550-1570与计算杆件1570-1590进行匹配，经判断，计算杆件1550-1570与计算杆件1570-1590满足匹配条件，则计算杆件1550-1570与计算杆件1570-1590属于同一钢管组件。
将上述的钢管组件中计算杆件1550-1570与计算杆件1570-1590分别与各自相邻的计算杆件进行匹配，则计算杆件1550-1570与相邻计算杆件1470-1550不满足匹配条件，则相邻计算杆件1470-1550不属于该钢管组件，即计算杆件1550-1570为该钢管组件中该端部的截止计算杆件。计算杆件1570-1590与相邻计算杆件1590-2030不满足匹配条件，则相邻计算杆件1590-2030不属于该钢管组件，即计算杆件1570-1590为该钢管组件中该端部的截止计算杆件。因此，计算杆件1550-1570与计算杆件1570-1590构成一个钢管构件，记为钢管构件1550-1590。
由于钢管构件1550-1590由两根计算杆件构成的，并且，计算杆件1550-1570的直径和材质均与计算杆件1570-1590的直径和材质相同，所以，钢管构件1550-1590的直径与计算杆件1550-1570的直径相同，均为480mm。钢管构件1550-1590的材质与计算杆件1550-1570的材质相同，均为Q345。钢管构件1550-1590在端点1550处的轴力为计算杆件1550-1570的轴力，记为f1(1550-1590)＝2744KN，钢管构件1550-1590在端点1590处的轴力为计算杆件1570-1590的轴力，记为f2(1570-1590)＝3065KN。
按照上述的钢管构件确定方法和参数确定方法，计算杆件1590-2030与计算杆件2030-2130构成一根钢管构件，记为钢管构件1590-2130。钢管构件1590-2130直径与计算杆件1590-2030的直径相同，均为529mm。钢管构件1590-2130的材质与计算杆件1590-2030的材质相同，均为Q345。钢管构件1590-2130在端点1590处的轴力为计算杆件1590-2030的轴力，f1(1590-2030)＝2744KN，钢管构件1550-1590在端点2130处的轴力为计算杆件2030-2130的轴力，f2(2030-2130)＝3065KN。
钢管构件1550-1590与钢管构件1590-2130为相邻的两个钢管构件，两个钢管构件在连接处共用的端点为1590。钢管构件1550-1590的直径为480mm，钢管构件1590-2130的直径为529mm，将直径较小的钢管构件1550-1590作为锻造法兰控制钢管构件，则钢管构件1590-2130为适配钢管构件。因此，锻造法兰控制钢管构件的直径为480mm，材质为Q345，锻造法兰控制钢管构件在连接处所对应的端点1590处的轴力为f＝f2(1570-1590)＝3065KN。适配钢管构件的直径为529mm。
由于锻造法兰控制钢管构件的材质为Q345，所以锻造法兰组中两个锻造法兰的材质均为Q345，锻造法兰库中材质代码“H”表示Q345，则从锻造法兰库中选取材质代码为“H”的锻造法兰组。
由于锻造法兰控制钢管构件的直径为480mm，适配钢管构件的直径为529mm，所以与锻造法兰控制钢管构件相匹配的锻造法兰，即控制锻造法兰的直径为480mm，与适配钢管构件相匹配的锻造法兰，即适配锻造法兰的直径为529mm，则从锻造法兰库中筛选出符合材质要求和直径要求的锻造法兰组。这时，在锻造法兰库中符合要求的锻造法兰组有两组，即强度级差为100％和70％的FD5248H的锻造法兰组。其中，强度级差为100％的控制锻造法兰的设计承载力F＝4577.30KN，强度级差为70％的控制锻造法兰的设计承载力F＝3204.11KN。锻造法兰控制钢管构件在连接处所对应的端点1590处的轴力为f＝3065KN，两个强度级差的控制锻造法兰的设计承载力F均大于f，但是70％的强度级差较小，则锻造法兰组选取的是70％强度级差的FD5248H7-t的锻造法兰组。
综上所述，本实施例中，先将各计算杆件分为多个钢管构件，然后确定每个钢管构件的参数，再根据任意相邻的两个钢管构件的参数确定锻造法兰组，使得锻造法兰组的选配简单方便，而且锻造法兰组是根据钢管构件的参数来确定的，提高了锻造法兰组选配的准确性，从而确保了钢管构件之间的稳定连接，进而保证输电钢管塔的稳定运行，并且，该锻造法兰组的选配方法能够实现模块化，可以通过相应的软件来实现，无需设计人员手动选取锻造法兰组，大大减少了选配锻造法兰组的难度和工作量，有效地降低了出错率。
装置实施例：
参见图6，图6为本发明实施例提供的输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配装置的结构框图。本实施例还提出了一种输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配。如图所示，该装置包括：钢管构件确定模块100、参数确定模块200和锻造法兰组确定模块300。其中，钢管构件确定模块100用于在预先构建的输电钢管塔模型中，根据各计算杆件的参数将各计算杆件分成多个钢管构件，每个钢管构件包括一根计算杆件或者至少两根依次连接的计算杆件。参数确定模块200用于根据各钢管构件中计算杆件的参数确定各钢管构件的参数。锻造法兰组确定模块300用于对于任意相邻的两个钢管构件，根据两个钢管构件的参数确定用于连接两个钢管构件的锻造法兰组。其中，该装置的具体实施过程参见上述方法实施例中的说明即可，本实施例在此不再赘述。
可以看出，本实施例的锻造法兰组的选配简单方便，而且锻造法兰组是根据钢管构件的参数来确定的，提高了锻造法兰组选配的准确性，从而确保了钢管构件之间的稳定连接，进而保证输电钢管塔的稳定运行，并且，该锻造法兰组的选配方法无需设计人员手动选取锻造法兰组，大大减少了选配锻造法兰组的难度和工作量，有效地降低了出错率。
参见图7，上述实施例中，钢管构件确定模块100可以包括：第一确定子模块110和第二确定子模块120。其中，第一确定子模块110用于从输电钢管塔模型中任选一根计算杆件，将所选计算杆件的参数与相邻计算杆件的参数进行匹配，若满足匹配条件，则确定计算杆件与相邻计算杆件属于同一钢管组件，若不满足，则确定所选计算杆件构成一根钢管构件。第二确定子模块120用于将钢管组件端部的计算杆件与相邻计算杆件进行匹配，若钢管组件端部的计算杆件与相邻计算杆件相匹配，则相邻计算杆件属于钢管组件；若不匹配，则相邻计算杆件不属于钢管组件；根据钢管组件端部的计算杆件与相邻计算杆件的匹配情况确定出属于钢管组件的所有计算杆件，并将钢管组件中包含的所有计算杆件确定为一个钢管构件。
在进行钢管构件确定时，第一确定子模块110和第二确定子模块120工作一次确定出一个钢管构件。第一确定子模块110和第二确定子模块120需要重复多次工作，直至确定出输电钢管塔模型中的所有钢管构件。
其中，该装置中的第一确定子模块和第二确定子模块的具体实施过程参见上述方法实施例中的说明即可，本实施例在此不再赘述。
可以看出，本实施例中，通过第一确定子模块将输电钢管塔模型中任选的计算杆件与相邻计算杆件进行匹配确定出钢管组件，第二确定子模块将钢管组件的端部的计算杆件与相邻计算杆件进行匹配确定出钢管构件，这样，能够对输电钢管塔模型中的所有计算杆件进行匹配，确保了确定出的钢管构件的准确，避免计算杆件的遗漏，并且，该确定方法简单，便于实现。
参见图8，上述各实施例中，锻造法兰组确定模块300可以包括：锻造法兰控制钢管构件确定子模块310和锻造法兰确定子模块320。其中，锻造法兰控制钢管构件确定子模块310用于根据两根所述钢管构件的直径或两根所述钢管构件连接处的端点的轴力确定其中一个钢管构件为锻造法兰控制钢管构件，另一个钢管构件确定为适配钢管构件。锻造法兰确定子模块320用于根据所述锻造法兰控制钢管构件的材质、直径和在连接处的端点的轴力以及所述适配钢管构件的直径确定所述锻造法兰组。
其中，该装置中锻造法兰控制钢管构件确定子模块和锻造法兰确定子模块的具体实施过程参见上述方法实施例中的说明即可，本实施例在此不再赘述。
可以看出，本实施例中，根据相邻两个钢管构件的参数选配锻造法兰组，选配的锻造法兰组能够更好地与钢管构件相匹配，提高了锻造法兰组选配的准确性，并且，该锻造法兰组的确定方法简单。
综上所述，本实施例的锻造法兰组的选配简单方便，而且锻造法兰组是根据钢管构件的参数来确定的，提高了锻造法兰组选配的准确性，从而确保了钢管构件之间的稳定连接，进而保证输电钢管塔的稳定运行，并且，该锻造法兰组的选配方法无需设计人员手动选取锻造法兰组，大大减少了选配锻造法兰组的难度和工作量，有效地降低了出错率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法，其特征在于，包括如下步骤：
钢管构件确定步骤，在预先构建的输电钢管塔模型中，根据各计算杆件的参数将各所述计算杆件分成多个钢管构件，每个所述钢管构件包括一根计算杆件或者至少两根依次连接的计算杆件；
参数确定步骤，根据各所述钢管构件中计算杆件的参数确定各所述钢管构件的参数；
锻造法兰组确定步骤，对于任意相邻的两个钢管构件，根据两个所述钢管构件的参数确定用于连接两个所述钢管构件的锻造法兰组；
所述钢管构件确定步骤进一步包括：
第一确定子步骤，从所述输电钢管塔模型中任选一根计算杆件，将所选计算杆件的参数与相邻计算杆件的参数进行匹配，若满足匹配条件，则确定所选计算杆件与相邻计算杆件属于同一钢管组件，若不满足匹配条件，则确定所选计算杆件构成一个钢管构件；
第二确定子步骤，将所述钢管组件端部的计算杆件与相邻计算杆件进行匹配，若所述钢管组件端部的计算杆件与相邻计算杆件满足匹配条件，则相邻计算杆件属于所述钢管组件；若不满足匹配条件，则相邻计算杆件不属于所述钢管组件；重复该步骤，直至确定出属于所述钢管组件的所有计算杆件，并将所述钢管组件中包含的所有计算杆件确定为一个钢管构件；
重复第一确定子步骤和第二确定子步骤，直至确定出所述输电钢管塔模型中的所有钢管构件。
2.根据权利要求1所述的输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法，其特征在于，
所述计算杆件和所述钢管构件的参数均包括：材质、壁厚、直径和两个端点处的轴力；
所述匹配条件为：如果两根相邻计算杆件的材质、直径和壁厚均相同，并且，两根相邻计算杆件共线，则确定两根相邻计算杆件相匹配。
3.根据权利要求2所述的输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法，其特征在于，所述参数确定步骤进一步包括：
当所述钢管构件由一根计算杆件构成时，将所述计算杆件的材质确定为所述钢管构件的材质，将所述计算杆件的直径确定为所述钢管构件的直径，将所述钢管构件的两个端点处的轴力确定为所述钢管构件端点的轴力；
当所述钢管构件由至少两根计算杆件构成时，将各所述计算杆件的材质确定为所述钢管构件的材质，将各计算杆件的直径确定为所述钢管构件的直径，将位于两端的计算杆件的轴力分别确定为所述钢管构件的两个端点处的轴力。
4.根据权利要求2所述的输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法，其特征在于，所述锻造法兰组确定步骤进一步包括：
锻造法兰控制钢管构件确定子步骤，根据两个所述钢管构件的直径或两个所述钢管构件连接处的端点的轴力确定其中一个钢管构件为锻造法兰控制钢管构件，另一个钢管构件确定为适配钢管构件；
锻造法兰确定子步骤，根据所述锻造法兰控制钢管构件的材质、直径和在连接处的端点的轴力以及所述适配钢管构件的直径确定所述锻造法兰组。
5.根据权利要求4所述的输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法，其特征在于，所述锻造法兰控制钢管构件确定子步骤进一步包括：
当两个所述钢管构件的直径不同时，将直径较小的钢管构件确定为锻造法兰控制钢管构件；
当两个所述钢管构件的直径相同时，将两根钢管构件在连接处的端点的轴力较小的钢管构件确定为锻造法兰控制钢管构件。
6.根据权利要求4所述的输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配方法，其特征在于，所述锻造法兰确定子步骤进一步包括：
将所述锻造法兰控制钢管构件的材质确定为所述锻造法兰组中两个锻造法兰的材质；
将所述锻造法兰控制钢管构件的直径和所述适配钢管构件的直径分别确定为所述锻造法兰组中两个锻造法兰的直径；
所述锻造法兰控制钢管构件在连接处的端点的轴力小于等于与所述锻造法兰控制钢管构件的直径相匹配的锻造法兰的设计承载力，并且，所述锻造法兰的强度级差最小。
7.一种输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配装置，其特征在于，包括：
钢管构件确定模块，用于在预先构建的输电钢管塔模型中，根据各计算杆件的参数将各所述计算杆件分成多个钢管构件，每个所述钢管构件包括一根计算杆件或者至少两根依次连接的计算杆件；
参数确定模块，用于根据各所述钢管构件中计算杆件的参数确定各所述钢管构件的参数；
锻造法兰组确定模块，用于对于任意相邻的两个钢管构件，根据两个所述钢管构件的参数确定用于连接两个所述钢管构件的锻造法兰组；
所述钢管构件确定模块包括：
第一确定子模块，用于从所述输电钢管塔模型中任选一根计算杆件，将所选计算杆件的参数与相邻计算杆件的参数进行匹配，若满足匹配条件，则确定所述计算杆件与相邻计算杆件属于同一钢管组件，若不满足，则确定所选计算杆件构成一个钢管构件；
第二确定子模块，用于将所述钢管组件端部的计算杆件与相邻计算杆件进行匹配，若所述钢管组件端部的计算杆件与相邻计算杆件相匹配，则相邻计算杆件属于所述钢管组件；若不匹配，则相邻计算杆件不属于所述钢管组件；根据所述钢管组件端部的计算杆件与相邻计算杆件的匹配情况确定出属于所述钢管组件的所有计算杆件，并将所述钢管组件中包含的所有计算杆件确定为一个钢管构件。
8.根据权利要求7所述的输电钢管塔主材强度级差锻造法兰选配装置，其特征在于，所述锻造法兰组确定模块包括：
锻造法兰控制钢管构件确定子模块，用于根据两个所述钢管构件的直径或两个所述钢管构件连接处的端点的轴力确定其中一个钢管构件为锻造法兰控制钢管构件，另一个钢管构件确定为适配钢管构件；
锻造法兰确定子模块，用于根据所述锻造法兰控制钢管构件的材质、直径和在连接处的端点的轴力以及所述适配钢管构件的直径确定所述锻造法兰组。
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