一种光伏春秋棚动态风载分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于ANSYS Workbench的光伏春秋棚动态风载分析方法，解决了目前的分析方法分析时间长、难度大、效率低的问题；包括以下步骤：包括三维建模及导入，抽中面处理，定义材料属性，大棚支架和拱架分别网格划分，重点关注部位的局部处理，压块抽中面处理，拱架的抽梁处理，约束自由度，设置荷载子步，施加风压谱，运行求解；该分析方法能准备分析该大棚的应力及变形情况，能够节约分析时间，提升分析效率，同时具备对大棚的连接和局部等细节校核细致和量化的能力。

A dynamic wind load analysis method for photovoltaic spring and autumn canopy

The invention discloses an ANSYS Workbench-based dynamic wind load analysis method for photovoltaic spring and autumn greenhouses, which solves the problems of long analysis time, high difficulty and low efficiency in the present analysis method, including the following steps: three-dimensional modeling and importing, mid-plane processing, defining material properties, meshing the greenhouse support and the arch frame respectively. The analysis method can be used to analyze the stress and deformation of the greenhouse, which can save analysis time and improve analysis efficiency. The ability to check detailed and quantifiable connections and local details.

【技术实现步骤摘要】
一种光伏春秋棚动态风载分析方法
本专利技术专利提供了一种基于ANSYSWorkbench的光伏春秋棚动态风载分析方法。
技术介绍
光伏春秋棚是根据市场需求新研发的一种光伏农业大棚，具有成本低、方便安装等优势，但是此类大棚结构计算较复杂。光伏轻钢草药棚的设计必须符合《钢结构设计规范》,依据中国建筑科学与发布的PKPM钢结构技术条件，要求大棚必须满足在动态风载工况下的使用条件，即校核该设计棚型在该工况下的结构强度，现阶段的工程技术人员通常利用PKPM软件进行校核，存在建模繁琐，模型导入困难，分析过程中对大棚的连接，局部等细节校核无法细致和量化，与利用ANSYSWORKBENCH模块相比，PKPM的分析存在分析时间长、难度大、效率低的问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术采用ANSYSworkbench有限元软件，基于对光伏春秋棚的薄壁机构进行动态风载的分析，为光伏春秋棚的设计提供理论上的依据，预防后期建设或应用过程中会产生的一系列问题。本
技术实现思路
包括以下的技术方案：一种光伏春秋棚动态风载分析方法，包括以下步骤：（1）、基于光伏春秋棚的工程施工图，利用SolidWorks建立三维几何模型，并另存为STP格式；（2）、该STP格式的三维几何模型导入ANSYSworkbench软件的SPACECLAIM模块；（3）、基于SPACECLAIM模块对大棚模型整体进行抽中面处理；（4）、在EngineeringData模块内依据工程图纸要求定义光伏轻钢草药棚的材料属性；（5）、对大棚支架主体薄壁轻钢部分做抽中面处理；（6）、分别对大棚支架和大棚拱架部分进行网格划分；（7）、大棚支架的轻钢连接处为重点关注部位，做去除螺栓处理，继续进行局部的网格细化处理；（8）、对支架上方的C型压块进行抽中面处理；对大棚拱架的拱面进行抽梁处理；（9）、选取大棚支架与大棚拱架整体作为动态风载分析的施力面；对大棚拱架与大棚支架的接触面进行约束自由度设置；（10）、加载动态风压谱，对大棚整体模型施加标准地球重力；（11）、约束大棚拱架与地面接触位置的自由度，对大棚拱架与大棚支架连接处做绑定连接处理；（12）、运行求解计算查看分析结果。所述步骤（1）中建立三维模型要基于春秋棚的整体尺寸，装配尺寸以及零件尺寸。所述步骤（3）中对草药棚抽中面处理，原因在于该大棚结构为薄壁轻钢结构，抽中面处理后能够提高分析的精确度。优选的，所述步骤（4）中材料的属性为：45#，弹性模量2.09e+11Pa，泊松比0.269，材料屈服强度355MPa；Q235A,弹性模量2.12e+11Pa，泊松比0.288，材料屈服强度235MPa；Q345,弹性模量2.06e+11Pa，泊松比0.28，材料屈服强度345MPa；所述步骤（6）中的网格细化，对于拱架之间的网格划分使用线性梁单元BEAM188；大棚支架的网格划分使用四边形壳单元shell181。有益效果：通过本有限元的分析方法对轻钢草药棚进行动态风载仿真计算，可以快速计算出《钢结构设计规范》动态风载条件下，该大棚的应力及变形情况，能够节约分析时间，提升分析效率，同时具备对大棚的连接和局部等细节校核细致和量化的能力。附图说明图1为春秋棚的施工工程图；图2为光伏春秋棚的动态风谱图；图3为光伏春秋棚分析流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步解释。实施例1一种光伏春秋棚动态风载分析方法，包括以下步骤：（1）、基于光伏春秋棚的工程施工图，利用SolidWorks建立三维几何模型，并另存为STP格式；（2）、该STP格式的三维几何模型导入ANSYSworkbench软件的SPACECLAIM模块；（3）、基于SPACECLAIM模块对大棚模型整体进行抽中面处理；（4）、在EngineeringData模块内依据工程图纸要求定义光伏轻钢草药棚的材料属性；（5）、将光伏春秋棚分解为支架和拱架两部分；（6）、对大棚支架进行局部处理；主体薄壁轻钢部分做抽中面处理，然后进行网格划分；大棚支架的轻钢连接处，做去除螺栓处理，继续进行局部的网格细化处理；对支架上方的C型压块进行抽中面处理；（7）、大棚拱架的局部处理：对大棚拱架进行网格划分；对大棚拱架的拱面进行抽梁处理（8）、选取大棚支架与大棚拱架整体作为动态风载分析的施力面；对大棚拱架与大棚支架的接触面进行约束自由度设置；（9）、约束大棚拱架与地面接触位置的自由度，对大棚拱架与大棚支架连接处做绑定连接处理（10）、加载动态风压谱，对大棚整体模型施加标准地球重力；（11）、运行求解计算查看分析结果。所述步骤（1）中建立三维模型要基于春秋棚的整体尺寸，装配尺寸以及零件尺寸。所述步骤（4）中材料的属性为：45#，弹性模量2.09e+11Pa，泊松比0.269，材料屈服强度355MPa；所述步骤（6）中的网格细化，对于拱架之间的网格划分使用线性梁单元BEAM188；大棚支架的网格划分使用四边形壳单元shell181。所述步骤（7）中的连接位置为重点关注部位，特别为B,C,D,E,F,G处。实施例2本实施例除以下特征外，其余同实施例1；所述步骤（4）中材料的属性为：Q235A,弹性模量2.12e+11Pa，泊松比0.288，材料屈服强度235MPa；实施例3所述步骤（4）中材料的属性为：Q345,弹性模量2.06e+11Pa，泊松比0.28，材料屈服强度345MPa。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏春秋棚动态风载分析方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）、基于光伏春秋棚的工程施工图，利用Solid Works建立三维几何模型，并另存为STP格式；（2）、该STP格式的三维几何模型导入ANSYS workbench软件的SPACECLAIM模块；（3）、基于SPACECLAIM模块对大棚模型整体进行抽中面处理；（4）、在Engineering Data模块内依据工程图纸要求定义光伏轻钢草药棚的材料属性；（5）、对大棚支架主体薄壁轻钢部分做抽中面处理；（6）、分别对大棚支架和大棚拱架部分进行网格划分；（7）、大棚支架的轻钢连接处为重点关注部位，做去除螺栓处理，继续进行局部的网格细化处理；（8）、对支架上方的C型压块进行抽中面处理；对大棚拱架的拱面进行抽梁处理；（9）、选取大棚支架与大棚拱架整体作为动态风载分析的施力面；对大棚拱架与大棚支架的接触面进行约束自由度设置；（10）、加载动态风压谱，对大棚整体模型施加标准地球重力；（11）、约束大棚拱架与地面接触位置的自由度，对大棚拱架与大棚支架连接处做绑定连接处理；（12）、运行求解计算查看分析结果。

【技术特征摘要】
1.一种光伏春秋棚动态风载分析方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）、基于光伏春秋棚的工程施工图，利用SolidWorks建立三维几何模型，并另存为STP格式；（2）、该STP格式的三维几何模型导入ANSYSworkbench软件的SPACECLAIM模块；（3）、基于SPACECLAIM模块对大棚模型整体进行抽中面处理；（4）、在EngineeringData模块内依据工程图纸要求定义光伏轻钢草药棚的材料属性；（5）、对大棚支架主体薄壁轻钢部分做抽中面处理；（6）、分别对大棚支架和大棚拱架部分进行网格划分；（7）、大棚支架的轻钢连接处为重点关注部位，做去除螺栓处理，继续进行局部的网格细化处理；（8）、对支架上方的C型压块进行抽中面处理；对大棚拱架的拱面进行抽梁处理；（9）、选取大棚支架与大棚拱架整体作为动态风载分析的施力面；对大棚拱架与大棚支架的接触面进行约束自由度设置；（10）、加载动态风压谱，对大棚整体模型施加标准地球重力；（11）、约束大棚拱架与地面接触位置的自由度，对大棚拱架与大棚支...

【专利技术属性】
技术研发人员：董筱，王宝营，吕秋红，于洋，刘崧崧，姜荣升，袁涛，刘善亮，何洪胜，秦元明，安志勇，刘会来，
申请(专利权)人：青岛昌盛日电太阳能科技股份有限公司，青岛昌盛日电设计研究院有限公司，大工青岛新能源材料技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37