农学学报 ›› 2024, Vol. 14 ›› Issue (8): 63-71.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2023-0167
• 农业工程 农业机械 生物技术 食品安全 • 上一篇 下一篇
收稿日期:
2023-07-25
修回日期:
2023-11-01
出版日期:
2024-08-20
发布日期:
2024-08-16
通讯作者:
作者简介:
张金豪,男,1998年出生,陕西咸阳人,硕士研究生,研究方向:设施农业结构装配化与深度学习目标检测。通信地址:712100 陕西省咸阳市杨陵区西北农林科技大学,E-mail:zhangjinhao@nwafu.edu.cn。
基金资助:
Received:
2023-07-25
Revised:
2023-11-01
Online:
2024-08-20
Published:
2024-08-16
摘要:
为提高温室骨架受力性能,证明装配式骨架在日光温室结构中的可行性,并优化日光温室骨架的装配设计,以陕西省杨凌区某日光温室为研究对象,选取椭圆形单管骨架结构,在内置与外置装配件2种不同连接方式下进行节点设计及有限元分析。分别选取8、9、10 cm 3种常见规格的装配件与椭圆钢管进行组装,运用ANSYS软件分别计算装配式椭圆管跨中连接部位在5、7、10 kN的集中力作用下节点的受力和变形情况,再设置未截断椭圆钢管作为对照组进行比对。结果表明,当装配式日光温室椭圆管内置10 cm长连接件时结构变形量最小。此外,当主管截面角度取10°时所受应力最小。研究开发出椭圆形装配式骨架并为其开发装配节点,通过静力试验研究装配式骨架受力性能,最后通过有限元数值模拟验证静力试验的可靠性和日光温室骨架装配化设计的可行性。该研究可为日光温室椭圆骨架的装配式开发及装配式节点的优化提供依据。
张金豪, 何斌. 日光温室装配式椭圆骨架节点试验研究与有限元分析[J]. 农学学报, 2024, 14(8): 63-71.
ZHANG Jinhao, HE Bin. Experimental Study and Finite Element Analysis of Assembled Elliptical Skeleton Nodes for Solar Greenhouse[J]. Journal of Agriculture, 2024, 14(8): 63-71.
装配件类型 | 装配位置 | 部件名称 | 应力/MPa |
---|---|---|---|
装配骨架 | 整体 | 装配骨架 | 60.5 |
装配件I | 装配位置一 | 装配件 | 37.8 |
装配件I | 装配位置一 | 螺栓 | 3.3 |
装配件I | 装配位置二 | 装配件 | 47.2 |
装配件I | 装配位置二 | 螺栓 | 4.2 |
装配件II | 装配位置二 | 装配件 | 34.2 |
装配件II | 装配位置二 | 螺栓 | 7.0 |
装配件类型 | 装配位置 | 部件名称 | 应力/MPa |
---|---|---|---|
装配骨架 | 整体 | 装配骨架 | 60.5 |
装配件I | 装配位置一 | 装配件 | 37.8 |
装配件I | 装配位置一 | 螺栓 | 3.3 |
装配件I | 装配位置二 | 装配件 | 47.2 |
装配件I | 装配位置二 | 螺栓 | 4.2 |
装配件II | 装配位置二 | 装配件 | 34.2 |
装配件II | 装配位置二 | 螺栓 | 7.0 |
类型 | 分组 | 5 kN荷载 | 7 kN荷载 | 10 kN荷载 |
---|---|---|---|---|
有限元对照组 | 对照组 | 0.61 | 0.84 | 1.18 |
内置装配件组 | 8 cm | 2.08 | 3.16 | 3.18 |
9 cm | 2.02 | 3.14 | 3.16 | |
10 cm | 1.92 | 2.97 | 2.98 | |
外置装配件组 | 8 cm | 0.34 | 0.47 | 0.67 |
9 cm | 0.33 | 0.46 | 0.66 | |
10 cm | 0.32 | 0.45 | 0.65 |
类型 | 分组 | 5 kN荷载 | 7 kN荷载 | 10 kN荷载 |
---|---|---|---|---|
有限元对照组 | 对照组 | 0.61 | 0.84 | 1.18 |
内置装配件组 | 8 cm | 2.08 | 3.16 | 3.18 |
9 cm | 2.02 | 3.14 | 3.16 | |
10 cm | 1.92 | 2.97 | 2.98 | |
外置装配件组 | 8 cm | 0.34 | 0.47 | 0.67 |
9 cm | 0.33 | 0.46 | 0.66 | |
10 cm | 0.32 | 0.45 | 0.65 |
分组 | 类型 | 5 kN荷载 | 7 kN荷载 | 10 kN荷载 |
---|---|---|---|---|
第一组 | 试验组 | 2.11 | 3.22 | 3.24 |
有限元组 | 2.08 | 3.16 | 3.18 | |
第二组 | 试验组 | 2.09 | 3.17 | 3.18 |
有限元组 | 2.02 | 3.14 | 3.16 | |
第三组 | 试验组 | 1.95 | 3.02 | 3.03 |
有限元组 | 1.92 | 2.97 | 2.98 | |
第四组 | 试验组 | 0.35 | 0.48 | 0.69 |
有限元组 | 0.34 | 0.47 | 0.67 | |
第五组 | 试验组 | 0.34 | 0.47 | 0.68 |
有限元组 | 0.33 | 0.46 | 0.66 | |
第六组 | 试验组 | 0.33 | 0.46 | 0.67 |
有限元组 | 0.32 | 0.45 | 0.65 |
分组 | 类型 | 5 kN荷载 | 7 kN荷载 | 10 kN荷载 |
---|---|---|---|---|
第一组 | 试验组 | 2.11 | 3.22 | 3.24 |
有限元组 | 2.08 | 3.16 | 3.18 | |
第二组 | 试验组 | 2.09 | 3.17 | 3.18 |
有限元组 | 2.02 | 3.14 | 3.16 | |
第三组 | 试验组 | 1.95 | 3.02 | 3.03 |
有限元组 | 1.92 | 2.97 | 2.98 | |
第四组 | 试验组 | 0.35 | 0.48 | 0.69 |
有限元组 | 0.34 | 0.47 | 0.67 | |
第五组 | 试验组 | 0.34 | 0.47 | 0.68 |
有限元组 | 0.33 | 0.46 | 0.66 | |
第六组 | 试验组 | 0.33 | 0.46 | 0.67 |
有限元组 | 0.32 | 0.45 | 0.65 |
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