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华北连栋塑料温室钢架结构的有限元分析

作　者: 张连永
导　师: 李进京
学　校: 山东农业大学
专　业: 农业生物环境与能源工程
关键词: 华北连栋塑料温室钢架结构有限元分析 ANSYS软件
分类号: S625.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 113次
引　用: 2次
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内容摘要

我国的现代化温室产业,虽然起步较晚,但是发展迅猛。中国机械工业联合会自2001年10月起实施了有关温室的若干项行业标准,2002年7月国家质量监督检验检疫总局又颁布了两项国家标准。说明温室行业已逐步进入正常的发展轨道。本文在参考国内外温室设计标准的前提下,针对目前中国现代化温室发展的现状,分析了温室结构优化的必要性和重要性。探讨了华北连栋塑料温室结构设计应考虑的主要因素和具体方法。本文从结构受力的角度出发,从几种常用的华北连栋塑料温室结构中,选择了一种受力合理的结构形式进行分析。应用工程力学理论,按照建筑规范的要求,对选择温室结构进行了荷载分析,确定了三种最不利荷载组合方式,并建立了计算模型。本文首次利用ANSYS软件对选择的模型进行了力学分析,采用了在ANSYS中直接建模。对三种典型不利荷载组合进行了受力模拟分析,得到了各自的受力变形图、节点位移图以及危险截面的内力图。应用ANSYS的高级分析技术中的优化设计模块对温室结构进行优化,并得到了优化结果。结果表明:优化设计后,在保证构件强度要求和结构稳定性要求的前提下,能显著减少温室钢架用材,温室主体结构单位面积可省材15.7%。本文提出了一种针对于华北连栋塑料温室进行受力分析的方法,并利用这种方法对温室结构进行受力分析,然后进行优化设计。最后得出了一种受力、布局合理,节省材料、易于建造,适合于推广的温室结构,以供参考。

全文目录

中文摘要  9-10
Abstract  10-12
1 绪论  12-17
  1.1 课题来源及研究目的和意义  12-13
  1.2 国内外温室结构的基本现状  13-15
  1.3 部分温室用钢量比较  15-17
  1.4 研究内容  17
2 温室结构的建筑设计  17-23
  2.1 温室场地的选择  17-19
  2.2 温室建筑方位的确定  19-21
  2.3 温室单元的划分  21-22
  2.4 温室内部平面和空间尺度的确定  22-23
  2.5 剖面设计  23
3 华北连栋塑料温室的结构  23-30
  3.1 连栋塑料温室的分类  23-24
  3.2 连栋塑料温室的结构  24
  3.3 华北地区气候特点  24-25
  3.4 华北连栋塑料温室的结构特点  25-26
  3.5 华北连栋塑料温室结构形式的优选  26-30
4 华北连栋塑料温室结构的荷载计算  30-41
  4.1 温室结构的荷载确定准则  30
  4.2 华北连栋塑料温室的荷载及传力途径  30-31
    4.2.1 华北连栋塑料温室荷载计算时考虑的荷载  30-31
    4.2.2 荷载的传力途径  31
  4.3 华北连栋塑料温室的荷载计算  31-39
    4.3.1 恒荷载  31-32
    4.3.2 雪荷载  32-34
    4.3.3 风荷载  34-37
    4.3.4 施工活荷载  37
    4.3.5 作物吊重荷载  37-38
    4.3.6 地震荷载  38-39
  4.4 华北连栋塑料温室的荷载组合  39-41
    4.4.1 极限状态设计  39
    4.4.2 荷载组合  39-40
    4.4.3 荷载组合结果  40-41
5 华北连栋塑料温室框架结构的力学分析  41-78
  5.1 有限元方法介绍  41-42
  5.2 ANSYS 软件介绍  42-43
  5.3 优化设计在ANSYS 上的实现  43-46
    5.3.1 ANSYS 优化设计的概念  43-45
    5.3.2 ANSYS 优化设计的步骤  45-46
  5.4 ANSYS 对温室框架结构的力学分析  46-73
    5.4.1 框架计算简图的确定  46-48
    5.4.2 分析步骤  48-65
    5.4.3 计算结果  65-73
  5.5 计算结果分析  73-78
6 温室结构优化设计的方法  78-84
  6.1 结构优化的一般过程  78-81
  6.2 温室的结构优化  81-82
  6.3 温室骨架的优化设计所包含的内容  82-83
  6.4 关于目标函数确定的讨论  83-84
7 温室总体结构的优化设计  84-94
  7.1 温室结构优化的方法  84-88
    7.1.1 基于最少用材量的温室结构优化数学模型的建立  84-86
    7.1.2 满应力优化方法  86-88
  7.2 截面尺寸的优化设计  88-92
  7.3 温室结构优化后的验算  92-94
8 结论与展望  94-97
  8.1 结论  94-95
  8.2 展望  95-97
9 参考文献  97-103
致谢  103-104
攻读学位期间发表的论文  104

华北连栋塑料温室钢架结构的有限元分析

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