碟式太阳能电站关键结构件强度分析

摘要

对碟式太阳能热发电系统结构强度进行分析和计算,是保证整个系统安全可靠运行的前提。本文以25kW碟式太阳能热发电系统为研究对象,采用数值分析方法对镜面的风荷系数进行分析,运用有限元软件对整机结构进行静载荷分析和模态分析,对关键结构部件进行力学分析,得出结构在不同载荷条件下的等效应力和变形情况。
　　采用计算流体动力学(CFD)的分析方法,对25kW碟式太阳能镜面风荷系数进行分析。基于三维造型软件Pro/E建立了25kW碟式太阳能旋转抛物面模型,结合Fluent软件对碟式太阳能镜面的风荷系数进行了数值计算,对镜面的压强和风流场的流速进行了仿真分析。得到碟式太阳能镜面在不同方位角和高度角下的力和力矩系数,对镜面所受的风载荷进行计算,并对镜面表面的压力和流速分布情况进行了分析。结果表?明,采用流体动力学分析方法(CFD)计算出的风荷系数可以为碟式太阳能镜面风载荷计算提供重要的数据来源。
　　基于ANSYS软件,建立碟式太阳能热发电系统支撑结构的有限元模型,对其在迎风面和背风面条件下进行了静载荷分析和模态分析,得出不同载荷条件下结构的最大变形和等效应力。通过对碟式太阳能立柱进行静载荷仿真,模态分析和优化设计,得出立柱在0~12级风力条件下,结构的变形量和应力状况。这些仿真分析,可以全面了解整个结构及其关键部件的受力状况,为进一步分析结构的强度和变形提供参考。
　　碟式太阳能热发电系统立柱结构进行弯扭合成强度计算,并进行了强度校核,对立柱壁厚和内外径进行了分析计算,得出了较合适的立柱截面尺寸。运用ANSYS软件,建立立柱的有限元模型,对立柱进行静载荷分析,模态分析和优化设计,得出立柱的各项参数。通过分析计算,为进一步分析立柱结构的强度和刚度提供了重要的参考价值。
　　通过对碟式太阳能热发电系统支撑结构进行数值仿真和受力分析,初步得出了结构在不同载荷条件下的多个参数,对今后进一步分析结构的受力状况及其稳定性起到了一定的指导作用,具有重要的借鉴意义。

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第一章 绪 论

1.1研究背景及意义

1.2研究现状

1.3论文主要研究内容

1.4论文的章节安排

第二章 碟式太阳能镜面风荷系数的数值分析

2.1引言

2.2 碟式太阳能热发电系统工作原理及抛物面分析

2.3碟式太阳能热发电系统风载荷系数分析

2.4碟式太阳能抛物面建模

2.5碟式太阳能抛物面仿真结果分析

2.6本章小结

第三章 碟式太阳能热发电系统支撑结构仿真分析

3.1引言

3.2碟式太阳能热发电系统结构组成

3.3碟式太阳能热发电系统支撑结构分析

3.4碟式太阳能热发电系统支撑结构工况分析及载荷施加

3.5碟式太阳能热发电系统支撑结构动力学分析

3.6碟式太阳能热发电系统支撑结构的计算结果分析

3.7碟式太阳能热发电系统支撑结构模态分析

3.8本章小结

第四章 碟式太阳能热发电系统立柱强度分析

4.1 引言

4.2 立柱扭矩计算

4.3 立柱弯矩计算

4.4 立柱弯扭合成强度计算

4.5 立柱强度计算

4.6 立柱强度校核

4.7 立柱壁厚计算

4.8 本章小结

第五章 碟式太阳能热发电系统立柱应力分析

5.1引言

5.2 立柱结构有限元建模及仿真

5.3 立柱的静载荷分析

5.4 立柱的模态分析

5.5 立柱的优化分析

5.6 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 本文结论

6.2 工作展望

参考文献

致谢

附录A: 攻读硕士学位期间发表的学术论文