[发明专利]一种光伏复合棚动态风载分析方法

说明书

本发明公开了一种基于ANSYS Workbench的光伏复合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，模型几何处理，大棚支架抽中面处理拱架抽梁处理，定义材料属性，拱梁和支架分别网格划分，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。

技术领域

本发明专利提供了一种基于ANSYS Workbench的光伏复合棚动态风载分析方法。

背景技术

光伏复合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。光伏轻复合棚在设计确定棚型之后，需要进行结构的稳定性计算，尤其对于连接杆件等细长件在受到动态风载时，若其连接件承受的应力小于其许用应力的时候，压杆会发生变形而失去承载能力，即压杆失稳问题。

光伏复合棚的设计必须符合《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。

发明内容

为解决上述问题，本发明采用ANSYS workbench有限元软件，基于对光伏复合棚的薄壁机构进行动态风载的分析，为复合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。

本发明内容包括以下的技术方案：

一种光伏复合棚动态风载分析方法，包括以下步骤：

（1）、基于光伏复合棚的工程施工图，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）、为保证网格的划分质量及较高的计算精度，对导入的模型进行几何前处理；

（4）、在Spaceclaim模块中对大棚右侧支架和支撑支架模型进行抽中面处理；

（5）、在Engineering Data模块内依据工程图纸要求定义光伏复合棚的材料属性，包括材料选择，弹性模量，泊松比和材料屈服强度；

（6）、分别对大棚右侧支架上的光伏电池组件进行网格划分，优选的额采用SOLID186单元，单元尺寸为1mm；

（7）、对大棚左侧拱梁进行抽梁处理；对大棚右侧支架以及左侧拱梁进行网格划分；

（8）、在transient structural 模块中施加动态风压谱图，选择光伏电池板以及拱梁为受力面；

（9）、对大棚整体模型施加标准地球重力；

（10）、约束大棚支架和拱梁连接处及其与地面连接处的自由度。

（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（3）中的几何处理包括以下步骤：

a、去除大棚拱梁上方的卷帘机部分；

b、简化去掉大棚的梯形墙面部分，去掉支架与C型压块之间的螺栓，去掉大棚支架下的两根拱梁；