槽式聚光器结构的分析与优化

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1、学校代号10532学号S1301W1003分类号TU399密级公开工程硕士学位论文槽式聚光器结构的分析与优化学位申请人姓名李廉洁培养单位土木工程学院导师姓名及职称李正农教授宫博副研究员学科专业建筑与土木工程研究方向工程结构抗风论文提交日期2015年12月3日学校代号：10532学号：S1301W1098密级：公开湖南大学工程硕士学位论文槽式聚光器结构的分析与优化国家自然科学基金资助(51278190)学位申请人姓名：李廉洁导师姓名及职称：李正农教授宫博副研究员培养单位：土木工程学院专业名称：建筑与土木工程论

2、文提交日期：2015年12月3日论文答辩日期：2015年12月6日答辩委员会主席：汪梦甫教授ResearchonthestructuralanalysisandoptimizationofgroovetypecondenserbyLILianjieB.E.(ChangshaUniversityofScienceandTechnology)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngine

3、eringinArchitecture&CivilEngineeringintheGraduateschoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLIZhengnongDecember,2015I槽式聚光器结构的分析与优化摘要能源是人类赖以生存的基础，是关乎人类社会稳定发展和经济进步的重要条件。根据国际能源署近期公布的预测结果表明，随着全球经济、社会的不断发展，未来人类面临的能源压力将持续加大。因此，能源问题已成为世界各国的重大战略问题，将直接影响经济社会的稳定和发展。本

4、文依托国家自然科学基金项目，对已有的槽式聚光器主体装置进行有限元分析，根据有限元分析结果进行结构优化，以提高槽式聚光镜组的工作性能和抗风性能为目的，为最终提高槽式聚光镜组的聚光效果和降低成本做铺垫。本论文以位于江苏张家港市某试验基地的槽式聚光器为研究对象，首先分析了槽式聚光器的主要结构，并据此建立了三维有限元模型，对槽式聚光器进行了有限元模态分析，并将有限元结果与原型实测结果进行对比分析，验证结果表明：本文建立的槽式聚光器三维有限元模型能够较好地模拟现有的槽式聚光器结构，能够用于槽式聚光器的静态分析及结构优

5、化分析研究。利用该三维有限元模型作为基础对槽式聚光器进行风荷载分析，风荷载采用风洞试验成果，通过试验测得的风压转化为等效静力风荷载，进而对聚光器结构的刚度和强度进行静力分析，得到了不同竖向角工况下的位移形变和组合应力结果。分析不同竖向角度下聚光器结构的静力分析结果后，确定聚光器结构的最不利工况，为后续的结构优化分析提供初始数据。在槽式聚光器等效静力风荷载分析的基础上，对槽式聚光器结构进行优化分析，确定其结构设计优化方案。首先，在镜面支架处增加预拉力钢拉索，确定了钢拉索的直径和预拉力值的大小。其次，对聚光镜角

6、支座支点位置进行优化，确定了相对最佳支点位置。最后，对槽式聚光器主体结构进行截面尺寸优化，根据可制造化为原则，对镜面支架和主体框架的杆件进行尺寸优化。最终，保证在最不利工况下，聚光器结构的工作性能更优，抗风性能更可靠和稳定。关键词：槽式聚光器；模态分析；风荷载；结构优化；有限元方法II工程硕士学位论文AbstractEnergyisthefoundationofhumansurvival,andtheimportantconditionofsteadydevelopmentandeconomicprogre

7、ssofhumansociety.Accordingtotheforecastrecentlyreleasedbytheinternationalenergyagency,theresultsshowthat,withthecontinuousdevelopmentofglobaleconomyandsociety,humanwillcontinuetointensifythepressureonenergyinthefuture.Therefore,theenergyproblemhasbecomethe

8、world'smajorstrategicissue,whichwilldirectlyaffecttheeconomicstabilityanddevelopmentofthesociety.Inthisthesis,basedonthenationalnaturalsciencefundproject,thefiniteelementanalysisoftheexistingmainbodydeviceofg