大功率碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵螺栓連接強(qiáng)度分析.pdf

1、大功率碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、空間尺寸與重量大、安裝環(huán)境惡劣、載荷隨機(jī)性強(qiáng)等特點，而對載荷作用下的變形及安全穩(wěn)定性有嚴(yán)格要求，發(fā)電系統(tǒng)鋼構(gòu)機(jī)架、聚光器網(wǎng)架、立柱、桁架等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)均由高強(qiáng)度螺栓連接，連接螺栓承載和傳遞著整個發(fā)電系統(tǒng)所有載荷，是確保發(fā)電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運行的關(guān)鍵，因此開展大功率碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵螺栓連接強(qiáng)度分析具有重要的工程意義。
　　本文簡要分析了大功率碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接特點，明確了U型

2、體-桁架螺栓連接、聚光器-U型體螺栓連接、立柱-基礎(chǔ)螺栓連接是其關(guān)鍵螺栓連接；開展了有限元非線性接觸理論數(shù)值計算方法分析，確定了非線性參數(shù)設(shè)置及預(yù)緊力施加方法；分析了U型體-桁架螺栓連接、聚光器-U型體螺栓連接、立柱-基礎(chǔ)螺栓連接特點并進(jìn)行了適當(dāng)模型簡化，在 SOLIDWORKS建模軟件中分別建立了三種關(guān)鍵螺栓連接結(jié)構(gòu)的三維實體模型；進(jìn)行了三種關(guān)鍵螺栓連接載荷特性分析，根據(jù)所建三維實體模型，基于ANSYS有限元分析軟件，開展了三種關(guān)鍵螺

3、栓連接的網(wǎng)格劃分和非線性參數(shù)設(shè)置；為確保強(qiáng)度分析中的非線性收斂和計算精度，進(jìn)行了網(wǎng)格形狀、收斂標(biāo)準(zhǔn)、接觸剛度與接觸算法等的研究，得到了三種關(guān)鍵螺栓連接的一系列強(qiáng)度結(jié)果。
　　研究結(jié)果表明：8級風(fēng)載荷下三種螺接件結(jié)構(gòu)中螺栓應(yīng)力均小于8.8級高強(qiáng)螺栓的材料屈服極限，且應(yīng)變均在允許范圍之內(nèi)；聚光器-U型體螺栓連接結(jié)構(gòu)在9級風(fēng)載荷下最大螺栓應(yīng)力達(dá)到782.218MPa，超過螺栓材料屈服極限，將會引起螺栓失效；12級大風(fēng)載荷下，碟式太陽能發(fā)

4、電系統(tǒng)處于大風(fēng)避險狀態(tài)，由于迎面面積為最小，三種連接結(jié)構(gòu)中的螺栓應(yīng)力和應(yīng)變均滿足強(qiáng)度要求；U型體-桁架螺栓連接中兩種類型連接螺栓應(yīng)力分布不均，兩種螺栓的排布存在不合理現(xiàn)象；聚光器-U型體螺栓連接結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布隨著風(fēng)向角的變化而變化，在一定區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)單調(diào)性，存在一定的規(guī)律性；立柱-基礎(chǔ)連接結(jié)構(gòu)中應(yīng)力分布最為平衡，且各個風(fēng)向角下的應(yīng)力值浮動甚小。
　　本文所得碟式太陽能發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵螺栓連接強(qiáng)度分析結(jié)果不僅可供相同類型螺栓接觸有限元非線