寒冷干旱地区日光温室结构的优化设计

摘要

本研究采用ANSYS有限元分析软件对寒冷干旱的呼和浩特地区常用的节能型日光温室的桁架结构进行了三维分析，研究了节能型日光温室在恒载荷与雪载荷、南风载荷和北风载荷三种不利载荷组合情况下的受力，参照GB/T19165-2003日光温室和塑料大棚结构与性能要求和双弦桁架式节能日光温室建造实施规范对本文研究的节能型日光温室的前角、腰角、前屋面角和后屋面角进行了优化设计，采用满应力法对温室结构杆件的截面尺寸进行了优化设计。
　　优化后的温室结构与优化前相比可节省用钢量约1.43kg/m2；温室的全部结构杆件均采用标准钢材确定，利于采购和日光温室的建造；前角、腰角、前屋面角和后屋面角经优化后有利于积雪从温室上半坡采光面处滑落，同时优化后对节能型日光温室的内部采光也较有利。
　　然后利用丹麦B&K公司的PULSE系统对日光温室桁架在人上屋顶操作载荷组合、刮西北风载荷组合和刮西南风载荷组合三种工况下做了验证实验。通过实验发现，实验测得的最大变形位置与ANSYS有限元中分析的最大变形位置吻合较好，表明了采用ANSYS有限元分析软件对本温室进行优化设计的方法是科学、可行的。
　　最后，将PULSE系统测试获得的最大位移值与采用ANSYS有限元分析软件模拟的温室桁架受力变形最大位移值进行了比较，并做了相应的分析和讨论。

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插图和附表清单

1 引言

1.1 研究现状

1.2 选题的意义和目的

1.3 课题研究内容

2 寒冷干旱地区日光温室桁架的力学分析和ANSYS建模

2.1 温室的桁架结构及简图

2.2 温室桁架结构的载荷分析

2.3 日光温室桁架结构的ANSYS建模

2.4 日光温室桁架结构的计算结果

2.5 温室桁架结构计算结果的分析

3 寒冷干旱地区日光温室桁架结构优化设计的方法

3.1 工程结构优化的一般流程

3.2 目标函数的确定

3.3 日光温室桁架结构的优化方法

3.4 日光温室结构几何尺寸的优化设计

4 寒冷干旱地区日光温室总体桁架结构的优化设计

4.1 本温室结构优化的方法

4.2 本日光温室结构的优化设计

4.3 日光温室桁架结构优化后的验算

5 寒冷干旱地区日光温室桁架结构优化设计的验证试验

5.1 PULSE系统简介

5.2 PULSE系统的连接与使用

5.3 加速度计在温室桁架结构上的布置

5.4 测试结果的记录与分析

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望与建议

致谢

参考文献

作 者 简 介