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太陽能電池組件支架的抗風設計
瀏覽: 發布日期:2018-12-06
依據電池組件廠家的技術參數資料,太陽能電池組件可以承受的迎風壓強為2700Pa。若抗風係數選定為27m/s(相當於十級台風),根據非粘性流體力學,電池組件承受的風壓隻有365Pa。所以,組件本身是完全可以承受27m/s的風速而不至於損壞的。所以,設計中關鍵要考慮的是電池組件支架與燈杆的連接。
在本套路燈係統的設計中電池組件支架與燈杆的連接設計使用螺栓杆固定連接。
⑵路燈燈杆的抗風設計
路燈的參數如下:
電池板傾角A = 16o 燈杆高度 = 5m
設計選取燈杆底部焊縫寬度δ = 4mm 燈杆底部外徑 = 168mm
焊縫所在麵即燈杆破壞麵。燈杆破壞麵抵抗矩W 的計算點P到燈杆受到的電池板作用荷載F作用線的距離為
PQ = [5000+(168+6)/tan16o]× Sin16o = 1545mm=1.545m。所以,風荷載在燈杆破壞麵上的作用矩M = F×1.545。
根據27m/s的設計最大允許風速,2×30W的雙燈頭太陽能路燈電池板的基本荷載為730N。考慮1.3的安全係數,F = 1.3×730 = 949N。
所以,M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。
根據數學推導,圓環形破壞麵的抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)。
上式中,r是圓環內徑,δ是圓環寬度。
破壞麵抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)
=π×(3×842×4+3×84×42+43)= 88768mm3
=88.768×10-6 m3
風荷載在破壞麵上作用矩引起的應力 = M/W
= 1466/(88.768×10-6) =16.5×106pa =16.5 Mpa<<215Mpa
其中,215 Mpa是Q235鋼的抗彎強度。
所以,設計選取的焊縫寬度滿足要求,隻要焊接質量能保證,燈杆的抗風是沒有問題的。

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