大型碟式光热太阳能聚光器结构风荷分析-论文.pdf

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1、第3期机械设计与制造2014年3月MachineryDesign&Manufacture259大型碟式光热太阳能聚光器结构风荷分析何轶，彭佑多，-，龙东平，颜健(1．湖南科技大学机械设备健康维护省重点实验室，湖南湘潭411201；2．湖南科技大学机电工程学院，湖南湘潭411101)摘要：以25kW碟式光热太阳能发电系统聚光器为研究对象，在ANSYS中建立了精确的有限元模型，应用聚光器数值风洞模拟得出的聚光器各分区体型系数，对其在8级风荷载和l2级风荷载下进行了结构风荷的静力学分析计算，得到了聚光器在各高度角时的应力和变形情况。结果表明：聚光

2、器在9O。高度角即开口朝上为最优大风避难位置，最不利工况为60。高度角位置，聚光器在各工况下均满足结构的强度要求，同时聚光器最外圈的固镜壳的应力和变形都较大，实际工作中应当对其都进行加固处理，以避免影响系统的正常工作和大风破坏。关键词：ANSYS；碟式聚光器；风荷载；体型系数中图分类号：TH16；TK513．1文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)03—0259—03WindLoadAnalysisoftheLargeDishCondenserforSolarPowerConcentratorHEYi，PENGYou-duo

3、，LONGDong-ping，YANJian(1．HunanProvincialKeyLaboratoryofHealthMaintenanceforMechanicalEquipment，HunanXiangtan411201，China；2．ShoolofElectromechanicalEngineering，HunanUniversityofScienceandTechnology，HunanXiangtan411201，China)Abstract：Withthe25kWdishsolarpowersystemcondensera

4、Stheresearchobject，itestablishedtheaccuratefiniteelementmodelintheANSYS．Usingthecondenserpartitionshapecoefficientwh&hisgaininthenumericalwind—tunnelsimulation，itmakesanalysisandcalculationofthestructuralwindloadstaticsundertheeightgradewindloadand12levelsofwindloads，getti

5、ngthestressanddeformationofdishcondenserindifferentelevationangle．Theresuhsshowthat：itistheoptimalwindyrefugelocationwhenthecondenseratthee~vationangleof90。，anditisthemostunfavorableconditionswhenthecondenserattheelevationangleof60。andatthewinddirectionof9O。．Thecondenserme

6、etsthestructuralstrengthrequirementsinallconditions．KeyWords：ANSYS；DishSolarPowerStation；WindLoad；ShapeCoeficient1引言定块等组成，最大开口半径6．35m、矢高1．35m。辐射主梁通过上下弦杆和腹杆焊接而成，各辐射主梁之间由8圈连接杆通过螺栓风载荷是聚光器工作时的主要载荷，在结构强度计算时起和定位座连接从而构成网架，整个网架通过U形固定块进行固着决定性的作用，同时风载荷能引起聚光器反射面和背面网架机定。网面半径方向有6块高反射率集

7、热镜，通过结构胶粘附在曲构的变形，影响工作时的聚焦和指向精度【】I。诸多对载荷的分析研面固镜壳上，每块镜片由固定在主粱上的固镜盒安装，镜片之间究中，常忽略了结构不同区域体型系数的分布情况，计算时只给留有20mm的透风缝隙，曲面固镜壳为内铸有金属骨架的玻璃纤出结构整体的体型系数，并以此计算出的结果来进行结构的强度维结构，其玻璃纤维厚度为14ram。和刚性验算，这样的方法和结果是不精确的，缺乏对结构在风载2．2有限元模型的建立荷作用下的真实反应12-31。建立了聚光器精确的有限元分析模型，基于聚光器数值风洞模拟得出的各分区体型系数，进行了多工况

8、下的结构风荷分析，得出了聚光器在各工况下的变形和应力分布情况，给出了聚光器的最优大风躲避位置和最不利工况位置，为大型碟式光热太阳能系统的安全运行和结构优化等相关研究提供了重要的理