定日鏡結(jié)構(gòu)的模態(tài)及靜力優(yōu)化分析.pdf

1、定日鏡是塔式太陽能發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分。長年處于室外，所受荷載復(fù)雜，容易引起動力破壞，模態(tài)參數(shù)的準(zhǔn)確識別是對其進(jìn)行動力分析的前提；定日鏡的造價占整個系統(tǒng)的60％以上，對其進(jìn)行優(yōu)化能帶來巨大的經(jīng)濟效益?；诖?，本文進(jìn)行了如下研究：
　　首先，利用ANSYS軟件編制APDL語言建立定日鏡的三維有限元模型，分析得到仰角為0°、30°、45°、60°和90°等五種工況下的前15階模態(tài)，詳細(xì)給出了固有頻率，振型，振型參與系數(shù)，累積質(zhì)量參與

2、系數(shù)等，并結(jié)合風(fēng)荷載及振型特點作了簡要分析。
　　其次，對定日鏡上部結(jié)構(gòu)及立柱分別進(jìn)行上述五種工況下的模態(tài)測試，通過模態(tài)綜合得到前四種工況的前六階模態(tài)及第五種工況的前三階模態(tài)。模態(tài)實測結(jié)果表明結(jié)構(gòu)在不同工況下的阻尼均較小，最大為2.74％；與有限元結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，模態(tài)測試得到的振型均能通過有限元分析找到，兩者所得到的頻率最大相對誤差為16.74％，兩者結(jié)果基本吻合，驗證了有限元模型的合理性。
　　再次，對定日鏡結(jié)構(gòu)進(jìn)行了自重及

3、風(fēng)荷載作用下的力學(xué)分析。結(jié)果表明：現(xiàn)有定日鏡結(jié)構(gòu)的風(fēng)致響應(yīng)(變形、應(yīng)力)遠(yuǎn)小于設(shè)計容許值。存在很大的優(yōu)化空間。
　　最后，以定日鏡平面和空間桁架的桿件尺寸為設(shè)計參數(shù)，以位移及應(yīng)力為約束，采用均勻設(shè)計法對某定日鏡進(jìn)行風(fēng)荷載作用下的近似優(yōu)化，得到目標(biāo)(位移、應(yīng)力及用鋼量)與參數(shù)之間的近似函數(shù)關(guān)系，并詳細(xì)給出了不同條件下優(yōu)化后推薦使用的桿件規(guī)格。結(jié)果表明：優(yōu)化后的用鋼量比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)節(jié)省13.8％。整個優(yōu)化過程簡單易行，優(yōu)化結(jié)果可靠。該方法