一种适用于光伏草药棚的结构断裂分析方法技术

一种适用于光伏草药棚的钢结构断裂分析方法，它涉及一种光伏草药棚技术领域。它包含如下步骤：通过三维建模软件UG建立光伏大棚的几何模型，另存为STP格式文件，然后导入到DESIGNMODELER模块；打开网格划分软件ANSYS MESHING中进行全局分析的网格划分，网格划分尽可能采用六面体单元进行划分，对光伏草药棚的构件连接部位如焊接、螺栓连接及几何形变部位进行网格细化，要求网格尺寸在2~10mm范围内；在Static Structure模块中按照建筑荷载规范进行计算荷载组合计算。采用上述技术方案后，本发明专利技术有益效果为：能够对目前光伏草药棚钢结构的设计提供一种新的计算依据；通过此方法计算光伏草药棚主要构件的连接位置的应力强度因子，根据裂纹扩展结果判断光伏草药棚的薄弱位置。

A structural fracture analysis method suitable for photovoltaic herb shed

A fracture analysis method of steel structure suitable for photovoltaic herbal medicine shed relates to the technical field of photovoltaic herbal medicine shed. It includes the following steps: setting up the geometric model of photovoltaic greenhouse by UG, saving it as STP file, then importing it into the design modeler module; opening the grid division software ANSYS MESHING for global analysis of grid division, grid division as far as possible using hexahedron units to divide, photovoltaic herbs. Mesh refinement is required at the joints such as welding, bolt joints and geometric deformations, and the mesh size is in the range of 2-10 mm. Load combinations are calculated in the Static Structure module according to the building load specification. After adopting the above technical scheme, the invention has the beneficial effect of providing a new calculation basis for the design of the steel structure of the photovoltaic herbal medicine shed at present, calculating the stress intensity factor of the connection position of the main components of the photovoltaic herbal medicine shed by this method, and judging the weak position of the photovoltaic herbal medicine shed according to the crack propagation result.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于光伏草药棚的结构断裂分析方法
本专利技术涉及光伏草药棚
，具体涉及一种适用于光伏草药棚的结构断裂分析方法。
技术介绍
现有的光伏草药棚的分析设计方法中，都使用材料强度理论进行结构设计。然而，光伏草药棚都在室外环境，而且多建造在潮湿、寒冷或大风的较恶劣环境中，长时间在此类条件下光伏草药棚的钢结构容易因腐蚀、应力集中等原因产生裂纹。光伏草药棚的钢结构如果产生裂纹，会进一步快速向周边扩展使结构失效，在大风条件下会造成光伏大棚整体倒塌而产生严重经济损失。因此需解决光伏草药棚钢结构裂纹计算的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种适用于光伏草药棚的结构断裂分析方法，能够对光伏草药棚的连接部位如焊接、螺栓连接及几何形变部位进行裂纹分析计算，确定光伏草药棚的结构薄弱部位及使用寿命，从而进行优化改进。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案是：它包含如下步骤：（1）通过三维建模软件UG建立光伏大棚的几何模型，另存为STP格式文件，然后导入到DESIGNMODELER模块；（2）打开网格划分软件ANSYSMESHING中进行全局分析的网格划分；（3）在StaticStructure模块中按照建筑荷载规范进行计算荷载组合计算，得到光伏草药棚的全局结构应力分布；（4）然后对光伏草药棚的构件连接部位进行有限元子模型技术，将光伏草药棚的构件连接部位进行精细建模，另存为STP格式文件，然后导入到网格划分软件ANSYSMESHING中进行网格划分；（5）对光伏草药棚的构件连接部位进行网格划分，要求使用的单元类型为SOLID95，20节点块单元，在所有的方向上，单元相临边之比不超过1：4；（6）在StaticStructure模块中基于步骤3的全局计算结果对光伏草药棚的构件连接部位进行精确分析，得到裂纹前段附近的应力应变状态，求出结构在裂纹扩展过程中的关键参数-应力强度因子（SIF）；（7）计算结果处理。所述步骤（2）网格划分，具体为：尽可能采用六面体单元进行划分，对光伏草药棚的构件连接部位如焊接、螺栓连接及几何形变部位进行网格细化，要求网格尺寸在2~10mm范围内。所述步骤（7）具体处理：可以对有限元模型计算得到的结果进行剖面处理显示，光伏草药棚结构倾向于在应力强度因子最大的位置产生裂纹扩展，对各个连接部位的最大值位置进行剖面显示，如果产生细小裂纹的位置则较危险，需对此位置进行改进加强。本专利技术的工作原理：通过三维建模软件UG建立光伏大棚的几何模型，另存为STP格式文件，然后导入到DESIGNMODELER模块；打开网格划分软件ANSYSMESHING中进行全局分析的网格划分，网格划分尽可能采用六面体单元进行划分，对光伏草药棚的构件连接部位如焊接、螺栓连接及几何形变部位进行网格细化，要求网格尺寸在2~10mm范围内；在StaticStructure模块中按照建筑荷载规范进行计算荷载组合计算，得到光伏草药棚的全局结构应力分布；然后对光伏草药棚的构件连接部位进行有限元子模型技术，将光伏草药棚的构件连接部位进行精细建模，另存为STP格式文件，然后导入到网格划分软件ANSYSMESHING中进行网格划分；对光伏草药棚的构件连接部位进行网格划分，要求使用的单元类型为SOLID95，20节点块单元，在所有的方向上，单元相临边之比不超过1：4；在StaticStructure模块中基于步骤（3）的全局计算结果对光伏草药棚的构件连接部位进行精确分析，得到裂纹前段附近的应力应变状态，求出结构在裂纹扩展过程中的关键参数-应力强度因子（SIF）；计算结果处理，可以对有限元模型计算得到的结果进行剖面处理显示，光伏草药棚结构倾向于在应力强度因子最大的位置产生裂纹扩展，对各个连接部位的最大值位置进行剖面显示，如果产生细小裂纹的位置则较危险，需对此位置进行改进加强。采用上述技术方案后，本专利技术有益效果为：能够对目前光伏草药棚钢结构的设计提供一种新的计算依据；通过此方法计算光伏草药棚主要构件的连接位置的应力强度因子，根据裂纹扩展结果判断光伏草药棚的薄弱位置，通过此计算能够有效对结构的安全性进行预估，进而提高其安全性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的流程示意图；图2是本专利技术光伏大棚的几何模型结构示意图。具体实施方式参看图1-图2所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含如下步骤：（1）通过三维建模软件UG建立光伏大棚的几何模型，另存为STP格式文件，然后导入到DESIGNMODELER模块；（2）打开网格划分软件ANSYSMESHING中进行全局分析的网格划分；（3）在StaticStructure模块中按照建筑荷载规范进行计算荷载组合计算，得到光伏草药棚的全局结构应力分布；（4）然后对光伏草药棚的构件连接部位进行有限元子模型技术，将光伏草药棚的构件连接部位进行精细建模，另存为STP格式文件，然后导入到网格划分软件ANSYSMESHING中进行网格划分；（5）对光伏草药棚的构件连接部位进行网格划分，要求使用的单元类型为SOLID95，20节点块单元，在所有的方向上，单元相临边之比不超过1：4；（6）在StaticStructure模块中基于步骤3的全局计算结果对光伏草药棚的构件连接部位进行精确分析，得到裂纹前段附近的应力应变状态，求出结构在裂纹扩展过程中的关键参数-应力强度因子（SIF）；（7）计算结果处理。所述步骤（2）网格划分，具体为：尽可能采用六面体单元进行划分，对光伏草药棚的构件连接部位如焊接、螺栓连接及几何形变部位进行网格细化，要求网格尺寸在2~10mm范围内。所述步骤（7）具体处理：可以对有限元模型计算得到的结果进行剖面处理显示，光伏草药棚结构倾向于在应力强度因子最大的位置产生裂纹扩展，对各个连接部位的最大值位置进行剖面显示，如果产生细小裂纹的位置则较危险，需对此位置进行改进加强。本专利技术的工作原理：通过三维建模软件UG建立光伏大棚的几何模型，另存为STP格式文件，然后导入到DESIGNMODELER模块；打开网格划分软件ANSYSMESHING中进行全局分析的网格划分，网格划分尽可能采用六面体单元进行划分，对光伏草药棚的构件连接部位如焊接、螺栓连接及几何形变部位进行网格细化，要求网格尺寸在2~10mm范围内；在StaticStructure模块中按照建筑荷载规范进行计算荷载组合计算，得到光伏草药棚的全局结构应力分布；然后对光伏草药棚的构件连接部位进行有限元子模型技术，将光伏草药棚的构件连接部位进行精细建模，另存为STP格式文件，然后导入到网格划分软件ANSYSMESHING中进行网格划分；对光伏草药棚的构件连接部位进行网格划分，要求使用的单元类型为SOLID95，20节点块单元，在所有的方向上，单元相临边之比不超过1：4；在StaticStructure模块中基于步骤（3）的全局计算结果对光伏草药棚的构件连接部位进行精确分析，得到裂纹前段附近的应力应变状态，求本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于光伏草药棚的结构断裂分析方法，其特征在于：它包含如下步骤：（1）通过三维建模软件UG建立光伏大棚的几何模型，另存为STP格式文件，然后导入到DESIGNMODELER模块；（2）打开网格划分软件ANSYS MESHING中进行全局分析的网格划分；（3）在Static Structure模块中按照建筑荷载规范进行计算荷载组合计算，得到光伏草药棚的全局结构应力分布；（4）然后对光伏草药棚的构件连接部位进行有限元子模型技术，将光伏草药棚的构件连接部位进行精细建模，另存为STP格式文件，然后导入到网格划分软件ANSYS MESHING中进行网格划分；（5）对光伏草药棚的构件连接部位进行网格划分，要求使用的单元类型为SOLID95，20节点块单元，在所有的方向上，单元相临边之比不超过1：4；（6）在Static Structure模块中基于步骤3的全局计算结果对光伏草药棚的构件连接部位进行精确分析，得到裂纹前段附近的应力应变状态，求出结构在裂纹扩展过程中的关键参数‑应力强度因子（SIF）；（7）计算结果处理。

【技术特征摘要】
1.一种适用于光伏草药棚的结构断裂分析方法，其特征在于：它包含如下步骤：（1）通过三维建模软件UG建立光伏大棚的几何模型，另存为STP格式文件，然后导入到DESIGNMODELER模块；（2）打开网格划分软件ANSYSMESHING中进行全局分析的网格划分；（3）在StaticStructure模块中按照建筑荷载规范进行计算荷载组合计算，得到光伏草药棚的全局结构应力分布；（4）然后对光伏草药棚的构件连接部位进行有限元子模型技术，将光伏草药棚的构件连接部位进行精细建模，另存为STP格式文件，然后导入到网格划分软件ANSYSMESHING中进行网格划分；（5）对光伏草药棚的构件连接部位进行网格划分，要求使用的单元类型为SOLID95，20节点块单元，在所有的方向上，单元相临边之比不超过1：4；（6）在StaticStruct...

【专利技术属性】
技术研发人员：于涛，王宝营，李丹阳，赵崇智，于洋，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