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支架结构设计计算书斜单轴跟踪系统抗风能力和支架强度的理论计算书、计算机模拟结果3.4.1矮立柱校核书1. 简介此校核是按12级飓风，风速32.7米、秒、风压664.2-851牛顿/平方米。本次校核按最大风压851牛顿/平方米取值。风力对主梁20o作用力为：5070N。为安全起见，假设风垂直作用在主梁上，主梁的受力又全部作用在矮立柱上，进行了复核。作用力为13930N。矮立柱由F1204方管组成。2. 文件信息模型名称:矮立柱算例名称:SimulationXpressStudy (-默认-)3. 材料号数实体名称材料质量体积1矮立柱SW普通碳钢13.3301 kg0.00170899 m34. 载荷和约束信息夹具约束1 于 1 面 immovable (no translation).载荷载荷1 于 1 面 应用法向力 5070 N使用均匀分布5. 算例属性网格信息网格类型:实体网格所用网格器:标准网格自动过渡:关闭光滑表面:打开雅可比检查:4 Points单元大小:17.478 mm公差:0.87389 mm品质:高单元数:8758节数:17186完成网格的时间(时;分;秒):00:00:04计算机名:PC2011031813QSE解算器信息品质:高解算器类型:自动6. 结果最大应力为：7.02661e+007 N/m2，小于屈服强度：2.2059e+008 N/m2。最大位移为：1.27519mm。最大受风面作用时安全系数为：3.139假设最大作用力全部作用在矮立柱上安全系数为：1.1436a. 应力名称类型最小位置最大位置图解1VON:von Mises 应力83542.4 N/m2(109.71 mm,847.855 mm,16.6936 mm)7.02661e+007 N/m2(60.2252 mm,16.8577 mm,-50.1161 mm)矮立柱-SimulationXpressStudy-应力-图解1JPEG6b. 位移名称类型最小位置最大位置图解2URES:合位移0 m(-60 mm,0 mm,-50 mm)0.00127519 m(60.9998 mm,863.822 mm,-24.9772 mm)矮立柱-SimulationXpressStudy-位移-图解2JPEG6c. 位移最大位移为：1.27519mm。6d. 安全系数矮立柱-SimulationXpressStudy-安全系数-图解4JPEG最大受风面作用时安全系数为：3.139假设最大作用力全部作用在矮立柱上安全系数为：1.1437. 附录材料名称:SW普通碳钢说明:材料来源:材料模型类型:线性弹性同向性默认失败准则:最大 von Mises 应力应用程序数据:属性名称数值单位弹性模量2.1e+011N/m2泊松比0.28NA质量密度7800kg/m3屈服强度2.2059e+008N/m23.4.2 长撑校核1. 简介此校核是按12级飓风，风速32.7米、秒、风压664.2-851牛顿/平方米。本次校核按最大风压851牛顿/平方米取值。风力对长撑垂直作用力为：2090N风力对长撑45o作用力为：1478N主梁由F60402矩形管组成。2. 文件信息模型名称:长撑算例名称:SimulationXpressStudy (-默认-)3. 材料号数实体名称材料质量体积1零件1SW普通碳钢8.93349 kg0.00114532 m34. 载荷和约束信息夹具约束1 于 1 面 immovable (no translation).载荷载荷1 于 1 面 应用法向力 2090 N使用均匀分布5. 算例属性网格信息网格类型:实体网格所用网格器:标准网格自动过渡:关闭光滑表面:打开雅可比检查:4 Points单元大小:21.18 mm公差:1.059 mm品质:高单元数:10331节数:19845完成网格的时间(时;分;秒):00:00:05计算机名:PC2011031813QSE解算器信息品质:高解算器类型:自动6. 结果最大应力为：1.46279e+008 N/m2。小于屈服强度：2.2059e+008 N/m2。最大位移为：10.7739mm。风垂直作用时安全系数为：1.508风45O作用时安全系数为： 2.1326a. 应力名称类型最小位置最大位置图解1VON:von Mises 应力25059 N/m2(-334.378 mm,11.1809 mm,-20.3283 mm)1.46279e+008 N/m2(-30.1817 mm,1646.23 mm,-6.2529 mm)长撑-SimulationXpressStudy-应力-图解1JPEG6b. 位移名称类型最小位置最大位置图解2URES:合位移0 m(-36 mm,1456 mm,-12.5 mm)0.0107739 m(-279.2 mm,-8.4603 mm,-2.53279 mm)长撑-SimulationXpressStudy-位移-图解2JPEG6c. 位移最大位移为：10.7739mm。6d. 安全系数长撑-SimulationXpressStudy-安全系数-图解4JPEG风垂直作用时安全系数为：1.508风45O作用时安全系数为： 2.1327. 附录材料名称:SW普通碳钢说明:材料来源:材料模型类型:线性弹性同向性默认失败准则:最大 von Mises 应力应用程序数据:属性名称数值单位弹性模量2.1e+011N/m2泊松比0.28NA质量密度7800kg/m3屈服强度2.2059e+008N/m23.4.3主梁校核1. 简介此校核是按12级飓风，风速32.7米、秒、风压664.2-851牛顿/平方米。本次校核按最大风压851牛顿/平方米取值。风力对主梁垂直作用力为：13930N风力对主梁45o作用力为：9850N主梁由F1204方管组成。2. 文件信息模型名称:主梁1004算例名称:SimulationXpressStudy (-默认-)3. 材料号数实体名称材料质量体积1主梁1004SW普通碳钢70.7606 kg0.00907187 m34. 载荷和约束信息夹具约束1 于 2 面 immovable (no translation).载荷载荷1 于 1 面 应用法向力 13930 N使用均匀分布5. 算例属性网格信息网格类型:实体网格所用网格器:标准网格自动过渡:关闭光滑表面:打开雅可比检查:4 Points单元大小:41.911 mm公差:2.0955 mm品质:高单元数:10984节数:21583完成网格的时间(时;分;秒):00:00:06计算机名:PC2011031813QSE解算器信息品质:高解算器类型:自动6. 结果最大应力为：2.06092e+008 N/m2，小于屈服强度：2.2059e+008 N/m2。最大位移为：16.7083mm。风垂直作用安全系数为： 1.070风45O作用时安全系数为：1.5146a. 应力名称类型最小位置最大位置图解1VON:von Mises 应力189319 N/m2(-308.705 mm,4743.05 mm,0.196153 mm)2.06092e+008 N/m2(-54.4622 mm,5826.07 mm,0.0198553 mm)主梁1004-SimulationXpressStudy-应力-图解1JPEG6b. 位移名称类型最小位置最大位置图解2URES:合位移0 m(30.3109 mm,5894 mm,17.5 mm)0.0167083 m(-541.4 mm,2994.23 mm,-0.102184 mm)主梁1004-SimulationXpressStudy-位移-图解2JPEG6c. 位移最大位移为：16.7083mm。6d. 安全系数主梁1004-SimulationXpressStudy-安全系数-图解4JPEG风垂直安全作用系数为： 1.070风45O作用时安全系数为：1.5147. 附录属性名称数值单位弹性模量2.1e+011N/m2泊松比0.28NA质量密度7800kg/m3屈服强度2.2059e+008N/m2材料名称:SW普通碳钢说明:材料来源:材料模型类型:线性弹性同向性默认失败准则:最大 von Mises 应力应用程序数据:3.4.4斜单轴2.35KW驱动力矩计算 驱动力矩主要是克服跟踪支架的重力矩，由于跟踪支架为对称结构，风对轴心两侧的作用力大小相等互相抵消，因此风的影响可包含在安全系数中解决。计算图：1、 电池板产生的重力矩：每块电池板的重量为：19.5公斤。10块电池板的重量为：195公斤。电池板重心距驱动轴心的偏心距为：0.151米。电池板产生的重力矩为：1959.80.151=288.56牛顿.米2、 横撑产生的重力矩：横撑的总重量为：53.3公斤横撑重心距驱动轴心的偏心距为：0.0533米。横撑产生的重力矩为：53.39.80.0533=27.68牛顿.米3、 总重力矩为：电池板产生的重力矩+横撑产生的重力矩288.56+27.68=316.24牛顿.米4、驱动装置：驱动装置额定输出扭矩为600牛顿.米安全系数为：600316.24=1.897驱动装置的额定输出扭矩大出所需扭矩的接近1倍。结论：满足要求。