本文關(guān)鍵詞：塑料光伏組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與注塑工藝研究

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【摘要】：光伏組件是重要的太陽能發(fā)電設(shè)備。目前以鋁合金、不銹鋼等金屬為原料的光伏組件制造成本高、安裝過程繁瑣且使用過程容易出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕等問題。相比于金屬制光伏組件,以塑料為材料的光伏組件在國內(nèi)市場并不多見。一些工程塑料可加工性能、絕緣性能和耐腐蝕性能等非常好。因此以這些工程塑料為原料的光伏組件會避免或改善以上金屬制光伏組件出現(xiàn)的問題。本文以纖維增強(qiáng)聚丙烯為材料,設(shè)計了一種特定結(jié)構(gòu)的新型光伏組件,并對該結(jié)構(gòu)的光伏組件依次進(jìn)行了系統(tǒng)的力學(xué)分析、注塑成型工藝研究及注塑模具設(shè)計。本文首先論述了光伏組件在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r,包括光伏組件應(yīng)用時所受的載荷、以光伏建筑一體化為主的光伏組件結(jié)構(gòu)形式以及國外光伏組件制造材料的進(jìn)展。然后,論述了光伏組件結(jié)構(gòu)設(shè)計及制造所用的方法和理論基礎(chǔ)。設(shè)計了光伏組件幾何結(jié)構(gòu),并確定了模型尺寸及所用材料等詳細(xì)參數(shù)。根據(jù)《GB50009-2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》和《GB50797-2012光伏發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)確定了光伏組件在項目要求應(yīng)用場合中所受載荷種類,并給出光伏組件在強(qiáng)度校核和剛度校核時所受荷載條件的公式及具體數(shù)值。利用ANSYS Workbench軟件對光伏組件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了受力分析,以及強(qiáng)度和剛度的校核。計算結(jié)果表明：設(shè)計的光伏組件結(jié)構(gòu)在現(xiàn)行光伏組件規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)下,強(qiáng)度和剛度校核結(jié)果合格。利用Moldflow對光伏支架進(jìn)行注塑成型工藝過程的數(shù)值模擬。確定了澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和初始注塑成型工藝參數(shù),并得到該條件下的充填時間、平均收縮率、氣穴位置、熔接線位置及翹曲變形量等。通過改變保壓壓力進(jìn)行優(yōu)化制品的翹曲變形問題。結(jié)果表明：該光伏支架具有良好的注塑加工性能,通過保壓壓力曲線的優(yōu)化可以有效改善注塑制品的翹曲變形問題。利用IMOLD輔助設(shè)計模塊針對新型光伏支架分別進(jìn)行了型腔／型芯設(shè)計、澆注系統(tǒng)設(shè)計、注塑模模架設(shè)計和冷卻系統(tǒng)設(shè)計,實現(xiàn)了利用SolidWorks-IMOLD三維設(shè)計軟件對光伏支架注塑模具的整體輔助設(shè)計。這種注塑模具設(shè)計相比于傳統(tǒng)的模具設(shè)計方法,既降低了成本,又縮短了開發(fā)周期。
【關(guān)鍵詞】：光伏組件 載荷 力學(xué)分析 注塑工藝 模具設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-15
• 符號說明15-18
• 1 緒論18-24
• 1.1 課題的研究背景及研究意義18-19
• 1.2 光伏組件的發(fā)展?fàn)顩r19-23
• 1.3 研究內(nèi)容23-24
• 2 光伏組件結(jié)構(gòu)分析與注塑工藝分析理論基礎(chǔ)24-32
• 2.1 光伏組件結(jié)構(gòu)受力分析理論基礎(chǔ)24-26
• 2.1.1 有限元基本理論24
• 2.1.2 彈性力學(xué)變分原理24
• 2.1.3 數(shù)值計算過程24-26
• 2.2 光伏支架注塑工藝參數(shù)數(shù)值模擬分析基礎(chǔ)26-31
• 2.2.1 注塑成型過程中的物理現(xiàn)象26
• 2.2.2 光伏支架注塑成型過程的模型化及其基本方程26-31
• 2.3 本章小結(jié)31-32
• 3 光伏組件結(jié)構(gòu)設(shè)計與力學(xué)分析32-48
• 3.1 光伏組件幾何模型及相關(guān)材料32-37
• 3.1.1 光伏組件幾何模型32-36
• 3.1.2 力學(xué)分析所涉及的材料36-37
• 3.2 光伏組件所受載荷分類37-42
• 3.2.1 恒載荷37
• 3.2.2 風(fēng)載荷37-38
• 3.2.3 雪載荷38-39
• 3.2.4 地震載荷39-40
• 3.2.5 荷載組合40-42
• 3.3 光伏組件結(jié)構(gòu)力學(xué)分析42-47
• 3.3.1 光伏組件材料參數(shù)42
• 3.3.2 光伏組件整體模型42
• 3.3.3 模型網(wǎng)格劃分42-43
• 3.3.4 約束與載荷43-44
• 3.3.5 計算結(jié)果44-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 4 光伏支架注塑工藝的數(shù)值模擬48-65
• 4.1 模型導(dǎo)入及網(wǎng)格劃分48
• 4.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計48-53
• 4.2.1 澆口位置及數(shù)量設(shè)置48-50
• 4.2.2 澆注系統(tǒng)的型腔數(shù)選擇50-52
• 4.2.3 熱流道設(shè)置52-53
• 4.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計53-55
• 4.3.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計考慮因素54-55
• 4.3.2 冷卻回路設(shè)置55
• 4.4 注塑成型工藝參數(shù)設(shè)計及優(yōu)化55-64
• 4.4.1 注塑成型初始設(shè)計及分析56-61
• 4.4.2 翹曲變形問題優(yōu)化設(shè)計及分析61-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 5 光伏支架注塑模具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計65-78
• 5.1 光伏支架注塑設(shè)備選型65-67
• 5.2 模具初始化設(shè)計67-69
• 5.2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備68
• 5.2.2 創(chuàng)建新的項目68-69
• 5.3 型腔/型芯設(shè)計69-71
• 5.3.1 分型面設(shè)計69
• 5.3.2 注塑模成型尺寸計算69-70
• 5.3.3 模具型腔/型芯設(shè)計70-71
• 5.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計71-73
• 5.4.1 型腔數(shù)量確定及布局設(shè)計72
• 5.4.2 澆口設(shè)計72
• 5.4.3 熱流道設(shè)計72-73
• 5.5 注塑模模架設(shè)計73-75
• 5.5.1 注塑模具模架的典型結(jié)構(gòu)73
• 5.5.2 模架尺寸的確定73-74
• 5.5.3 模架的其他要求74-75
• 5.6 冷卻系統(tǒng)設(shè)計75-76
• 5.6.1 冷卻管路尺寸設(shè)計75-76
• 5.7 脫模系統(tǒng)設(shè)計76
• 5.8 注塑模具模型圖76-77
• 5.9 本章小結(jié)77-78
• 6 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 總結(jié)78-79
• 6.2 創(chuàng)新點79
• 6.3 展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 作者簡介84

【相似文獻(xiàn)】

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1 張樂軍;鄭鴻生;蔡岳濤;;中空雙玻璃光伏組件的熱性能研究[J];建筑節(jié)能;2009年04期

2 黃浩;吳志學(xué);;光伏組件變形對組件性能的影響研究[J];機(jī)械工程與自動化;2011年04期

3 張風(fēng);白建波;郝玉哲;張臻;姜猛;;光伏組件表面積灰對發(fā)電性能的影響[J];華東電力;2013年02期

4 李智;白愷;宗瑾;張改利;岳巍澎;李明;;光伏組件數(shù)學(xué)模型研究與分析[J];華北電力技術(shù);2013年06期

5 馮江濤;陳心欣;馮皓;揭敢新;;光伏組件質(zhì)量測試標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展簡史[J];電源技術(shù);2013年12期

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本文編號：992383