便携式径向肋结构反射面的分析设计

发布时间：2021-01-12 01:48

　　太阳能是一种可以广泛利用的清洁能源,把其辐射能量汇聚起来,可以提高其利用效率。本文针对一种便携式径向肋结构反射器展开研究,提出了一种以变形肋支撑薄膜成形的方式,将其用于太阳能的反射汇聚中。该反射系统主要由径向肋骨架和反射薄膜组成,本文对整个系统进行结构设计与分析,最终对整个系统进行实物验证。首先,对径向肋支撑薄膜成形的方式进行方案选择,采用单曲率的类旋转抛物面,替代了传统的板状固面形式,可简化结构,降低质量。由于反射面由薄膜和径向肋等简单构件组成,相对于双曲率反射镜面加工制造难度降低,从而进一步降低方案的实现难度。通过理论计算和软件数值仿真,验证了径向肋变形可以达到期望的形状。其次,根据设定的反射面焦径比,结合成形方式及等分数,详细设计了收拢展开方式、整体的结构尺寸和支撑固定等辅助关节。针对受力较大的中心支柱,以最小质量和最高强度为优化目标,应用软件,对设定的轴截面形状及相关尺寸进行优化分析。然后,针对两种口径不同等分数的径向肋结构模型,利用力学分析和优化软件,对其进行不同工况下的联合仿真,得到多组最优参数。根据最优参数建立极限状态下反射面的有限元模型,对其进行风载与重载下的多工况联合... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：125 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

国家能源局和美国NREL提供的数据

2太阳能发电有多种应用形式，大概可以概括为以下几种方法，如图 1.2 所示。图1.2 太阳能发电技术直接发电技术基本都是采用特定的热电材料，通过材料受热产生的电子流转换成电能，其特点就是结构紧凑简单、发电稳定可靠、无噪音。其缺点也是不能忽视的，热电材料成本高消耗巨大，同时部分材料在生产过程中污染环境，产生的电压又在几伏到十几伏。由于该发电技术制约因素较多[4]，从长远来看光热发电优势明显，符合当今环保高效的主题。根据 NASA 科学数据中心提供的数据如表 1.1[5]，以西安（北纬 34°东经 108°）为例，太阳辐照度最强的月份是 5~7 月份，即使在最弱的月份 11~1 月中

(a)塔式太阳能发电系统 (b) 槽式太阳能发电系统(c)菲涅尔式太阳能发电系统 (d)碟式太阳能发电系统图1.3 太阳能热电系统其中塔式系统[7]将多台定日镜有序排列，构成定日镜场，太阳光照射到定日镜后，反射汇聚到中心塔顶的高温接收器上，如图 1.3（a）。由于定日镜较远的焦距，对精度要求的比较高，大部分情况下表面弧度控制在 0.1 毫弧度～2 毫弧度之间，所以对于单块面积较大的定日镜加工难度要高很多。槽式太阳能集热器称为抛物槽面收集器(PTC)[8-10]，其镜面形状是抛物柱面，使用镜面将太阳光聚焦到集热管[11]上，如图 1.3（b）。镜面的形状精度决定了汇聚比


本文编号：2971893