[发明专利]一种光伏春秋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。

技术领域

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

背景技术

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ANSYS WORKBENCH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。

本发明内容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。

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；