单面坡温室钢拱架结构优化：ANSYS有限元分析与最省钢方案

本文主要探讨了单面坡温室钢拱架的有限元分析与结构优化。作者薛忠和王呈玉来自山西农业大学工程技术学院，他们针对日光温室中的单面坡钢拱架设计了一项深入的研究。通过使用ANSYS 9.0这一广泛应用于工程领域的有限元分析软件，他们对六种不同类型的钢拱架进行了详细的结构分析。 这六种类型（TYPE1至TYPE6）的钢拱架在设计上依据了不同的两弦间距和拉筋参数，以适应不同场景下的结构需求。例如，TYPE6结构在保持强度和刚度的前提下，具有显著的优点，其单位面积用钢量最低，仅为2.44040 kg/m²，这表明它在兼顾功能性和经济性方面达到了理想平衡。 在研究过程中，作者首先定义了温室的基本几何参数，如跨度、脊高、后墙高度以及拱间距等，并选择了合适的材料属性，如弹性模量、泊松比和密度。接着，他们构建了三维有限元模型，将实际结构转化为计算机可处理的形式，以便进行精确的力学性能评估。 钢拱架的载荷确定是关键环节，文章并未详细列出所有具体的载荷类型，但可以推测这些载荷可能包括自重、风压、雪荷等对温室结构产生的压力和张力。通过有限元分析，作者能够模拟这些载荷如何分布于整个结构，并确定每个部分的应力和变形，从而找出最优化的设计方案。 本文的最终目标是确保温室在正常农业生产条件下能够稳定运行，同时在材料使用上实现经济高效。通过这种结构优化，研究人员不仅提升了温室的整体性能，也为类似设施的设计和优化提供了科学依据和技术指导。 总结来说，这篇文章深入研究了单面坡温室钢拱架的结构设计和优化策略，运用现代数值模拟技术，旨在提升温室的经济效益和工程性能，对于温室工程领域具有重要的实践价值和理论贡献。