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随着世界对能源的需求增大和对环境要求提高,清洁能源的开发与利用逐渐变成了各国转变能源结构的重要方式。对清洁能源的开发与研究,不仅是对环境的保护,更是期望在未来能够完全替代化石能源成为主要能源。在这些清洁能源当中,太阳能是可再生的清洁能源。抛物面槽式集热器作为太阳能收集系统的能量接收部分,其自身的特点,集热效率稳定高效,结构相对简单,系统组件少,但是各个组件一般体力庞大,安装精度不高且难以安装,刚度较小易变形。由于集热器工作场地的特殊性,外界天气因素干扰较大,大气边界层对集热器的直接作用极其不稳定。集热器如果不能抵抗风流作用,结构上各个系统极易受损,镜面容易变形破裂,而整个集热器也易倾覆不可修复,损失严重。同时,为了获取最大的经济效益,需要在低烈度条件下能够维持正常工作,保证结构的稳定性和集热器的聚光效率,使太阳跟踪系统能够正常工作。因此,希望设计出结构较为优化的集热器结构。本文以一种抛物面槽式集热器结构作为研究对象,主要采用结构优化设计方式和有限元仿真技术,对现有的关键结构进行重新设计分析。 首先,归纳总结了镜面支点位置对镜面模态的影响,并对比了集热器两种支撑方式的区别。 其次,对槽式集热器的主要支撑部件形状,采用拓扑优化的结构优化方式,对其进行了重新设计。传动管是影响抛物面槽式集热器集热效率的重要部件,文中通过计算不同传动管尺寸对集热器镜组转角的大小来确定其具体尺寸。对主体结构进行了重新设计后,将新设计结构与经验设计结构进行了静力学比对。 最后,文中对单个集热器单元与多单元集热器镜组分别进行了模态分析,得出了结构单个单元与多个组合单元动力特性的不同,并对结构提出了新的改进意见。