塔式太阳能定日镜风致振动研究
塔式太阳能定日镜风致振动研究(任务书,开题报告,论文说明书14000字)
摘 要
由于各定日镜与聚光点相距较远，镜面的微小偏差就会严重影响整个系统的聚光效果。另外，大风作用后结构经常受损，世界各地已经发生了多起由于风荷载影响导致的定日镜结构被损坏甚至倾覆的事故。加之定日镜本身也是整个发电系统的最高投资成本，且结构风致效应不同于其他常规建筑，故相关研究人员针对定日镜风致响应和表面荷载问题做了大量的研究分析，采用数值模拟、风洞试验等一系列方法开展相关试验。
本论文主要采用理论分析的研究方法，基于ANSYS计算平台建立定日镜有限元模型，分析其在不同工况下的振型图。计算风荷载数值后对结构施加等效风荷载，分析不同仰角时结构的变形情况和内力情况，为确保定日镜的安全稳定及结构优化提供理论依据。
本文主要研究的内容有：
（1）运用ANSYS软件构建了定日镜有限元模型，并得到了仰角分别为0°、30°、60°、90°的四种工况。
（2）得到了四种工况下的定日镜结构的前15阶振型图，通过对比发现其变形规律。
（3）求得了风荷载数值并施加到定日镜结构中。
（4）得到了定日镜在风荷载作用下的位移变形图及内力图，得到了结构变形最大及内力最大的位置。
关键词：定日镜；结构响应；振型；结构变形
Abstract
Inconsiderationofitsowncharacteristics, thetowertypesolarpowergenerationsystemhasbeenbuiltonaflatandopenspace, sonoobstaclescanbeusedtocushiontheinfluenceofthewindgeneratedbytheflowofaironthesettingmirror. However, duetothefardistancebetweenthedailymirrorsandtheconcentratingpoints, thesmalldeviationofthemirrorwillseriouslyaffecttheconcentratingeffectofthewholesystem. Inaddition, thestructureofthegaleisoftendamaged, andtherehavebeenmanyaccidentsintheworldwhichhavebeendamagedorevenoverturnedduetotheinfluenceofwindload. Inaddition, thesunsetitselfisalsothehighestinvestmentcostofthewholepowergenerationsystem, andthestructurewindeffectisdifferentfromotherconventionalbuildings. Therefore, therelatedresearchershavedonealotofresearchandAnalysisonthewindinducedresponseandsurfaceloadproblemsofthedailymirror, andcarriedoutaseriesofrelatedexperimentswithnumericalsimulationandwindtunneltest.
Thispapermainlyadoptstheresearchmethodoftheoreticalanalysis, establishesthefiniteelementmodelofthesunmirrorbasedontheANSYScomputingplatform, andanalyzesitsvibrationmodeunderdifferentworkingconditions. Aftercalculatingthewindload, theequivalentwindloadisappliedtothestructure, andthedeformationandinternalforcesofthestructureareanalyzedindifferentelevationangles, whichprovidesatheoreticalbasisforthesafetyandstabilityofBaodingdailymirrorandthestructureoptimization.
Themaincontentsofthispaperareasfollows:
(1) usingtheANSYSsoftware, thefiniteelementmodelofthesunmirrorwasconstructed, andfourworkingconditionswithelevationanglesof0degrees, 30degrees, 60degreesand90degreeswereobtained.
(2) thefirst15modeshapesofthesunmirrorstructureunderfourworkingconditionswereobtained, andthedeformationruleswerefoundbycomparison.
(3) thewindloadvaluesareobtainedandappliedtothestructureofthesunmirror.
(4) thedisplacementdeformationmapandinternalforcediagramofthesunmirrorunderwindloadareobtained, andthemaximumdeformationandmaximuminternalforceareobtained.
KeyWords：heliostat；Structuralresponse; modeofvibration；structuraldistortion
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目录
塔式太阳能定日镜风致振动研究 I
摘要 III
第一章绪论 7
1.1研究背景 7
1.1.1国外塔式太阳能系统发展历程 7
1.1.2中国塔式太阳能系统发展状况 8
1.1.3定日镜结构体系 9
1.2定日镜抗风研究历史及现状 10
1.2.1国外定日镜抗风研究历史及现状 10
1.2.2我国定日镜抗风研究现状 10
1.3定日镜抗风研究面临的问题 11
第二章定日镜有限元模型的模态分析 12
2.1模态分析的理论介绍 12
2.2ANSYS软件介绍 12
2.3定日镜结构的有限元模型 12
2.4定日镜结构不同仰角下的模态分析 14
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2.4.1仰角为90°时定日镜结构模态分析 14
2.4.2仰角为60°时定日镜结构模态分析 16
2.4.3仰角为30°时定日镜结构模态分析 19
2.4.4仰角为0°式定日镜结构模态分析 21
2.4.5四种仰角下定日镜结构振型图比较分析 23
2.5本章小结 24
第三章定日镜结构的受力分析 25
3.1风荷载计算 25
3.2位移分析 27
3.3应力分析 29
3.4本章小结 33
第四章总结与展望 34
4.1总结 34
4.2展望 34
参考文献 36
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