[發(fā)明專(zhuān)利]一種光伏輕鋼冬暖陰陽(yáng)棚棚結(jié)構(gòu)有限元抗雪分析計(jì)算方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810169487.4
• 申請(qǐng)日: 2018-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108563822A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜榮升;袁濤;劉善亮;王城;王寶營(yíng);李丹陽(yáng);張曉;宋永昂;何洪勝;秦元明;安志勇;劉會(huì)來(lái)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 青島昌盛日電太陽(yáng)能科技股份有限公司;青島昌盛日電設(shè)計(jì)研究院有限公司;大工（青島）新能源材料技術(shù)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50;G06T17/20
• 代理公司: 青島永基知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37235
• 代理人: 殷雷

一種光伏輕鋼冬暖陰陽(yáng)棚棚結(jié)構(gòu)有限元抗雪分析計(jì)算方法，它涉及冬暖陰陽(yáng)棚抗雪分析計(jì)算方法。建立三維幾何模型；導(dǎo)入幾何模型；進(jìn)行抽中面處理；定義材料屬性；大棚模型網(wǎng)格劃分；進(jìn)行雪荷載載分析；添加標(biāo)準(zhǔn)地球重力；約束大棚底端輕鋼連接件的自由度；運(yùn)行求解計(jì)算；添加應(yīng)力和變形結(jié)果并查看相應(yīng)云圖。本發(fā)明有益效果為：節(jié)約分析時(shí)間，提升分析效率，同時(shí)具備對(duì)大棚的連接，局部等細(xì)節(jié)校核細(xì)致和量化的能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冬暖陰陽(yáng)棚抗雪分析計(jì)算方法，具體涉及一種光伏輕鋼冬暖陰陽(yáng)棚棚結(jié)構(gòu)有限元抗雪分析計(jì)算方法。

背景技術(shù)

光伏輕鋼冬暖陰陽(yáng)棚是根據(jù)市場(chǎng)需求新研發(fā)的一種光伏農(nóng)業(yè)大棚，具有成本低、方便安裝等優(yōu)勢(shì)，但是此類(lèi)大棚結(jié)構(gòu)計(jì)算較復(fù)雜。雪壓是指單位水平面積上的雪重，雪壓的存在對(duì)北方地區(qū)的大棚結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有一定的影響，光伏輕鋼冬暖陰陽(yáng)棚在設(shè)計(jì)棚型之時(shí)，需要對(duì)棚型的高度和寬度以及光伏支架的高度進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核，但是由于當(dāng)前設(shè)計(jì)環(huán)境下設(shè)計(jì)人員多是死板的按照老舊的設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，并沒(méi)有進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化分析計(jì)算，這就導(dǎo)致了棚型和光伏支架設(shè)計(jì)完成之后形成材料的大量浪費(fèi)，成本增高。光伏輕鋼春秋建筑棚的抗雪計(jì)算及后續(xù)設(shè)所面臨著時(shí)間、難度和效率的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種光伏輕鋼冬暖陰陽(yáng)棚棚結(jié)構(gòu)有限元抗雪分析計(jì)算方法，可快速準(zhǔn)確的計(jì)算出《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》條件下，該棚型的應(yīng)力及變形情況，相比PKPM及其他有限元軟件的分析方法，同等工作條件下本發(fā)明能夠有效節(jié)約分析時(shí)間，提升分析效率，同時(shí)具備對(duì)大棚的連接，局部等細(xì)節(jié)校核細(xì)致和量化的能力。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案是：它包括如下步驟：

1.基于大棚工程施工圖紙，通過(guò)三維軟件SOLIDWORKS建立光伏輕鋼冬暖陰陽(yáng)棚的三維幾何模型，并另存為STP格式幾何模型；

2.在ANSYS WORKBENCH軟件SPACECLAIM模塊里將該STP格式幾何模型導(dǎo)入；

3.在SPACELCLAIM模塊內(nèi)對(duì)大棚模型進(jìn)行抽中面處理；

4.在Engineering Data模塊內(nèi)依據(jù)工程圖紙要求定義光伏輕鋼冬暖陰陽(yáng)棚的材料屬性；

5.對(duì)大棚整體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，使用四邊形殼單元shell183；

6.依據(jù)設(shè)計(jì)要求施加雪壓載荷0.4kN/m²；

7.對(duì)大棚模型整體添加標(biāo)準(zhǔn)地球重力；

8.依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求約束該設(shè)計(jì)棚型底面連接件的自由度；

9.運(yùn)行求解計(jì)算；

10.添加應(yīng)力和變形結(jié)果并查看相應(yīng)云圖。

所述材料屬性如下：材料Q345，彈性模量2.06e+11Pa，泊松比0.28，材料屈服強(qiáng)度345MPa；45#，彈性模量2.09e+11Pa，泊松比0.269，材料屈服強(qiáng)度 355MPa；Q235A,彈性模量2.12e+11Pa，泊松比0.288，材料屈服強(qiáng)度235MPa。

所述雪荷載當(dāng)氣象臺(tái)有雪壓記錄的時(shí)候，應(yīng)直接采取雪壓數(shù)據(jù)計(jì)算基本雪壓，無(wú)雪壓數(shù)據(jù)記錄時(shí)，可間接采取積雪深度，計(jì)算雪壓按如下公式：

S＝hpg(kN/㎡)。

所述公式中：h為積雪深度，指從積雪表面到地面的垂直深度；p為積雪密度(t/m³)；g為重力加速度(9.8m/s³)。