光伏道路承重层设计方法技术

本发明专利技术公开了一种光伏道路承重层设计方法，包括：获取光伏道路承重层的至少一种候选设计；构建候选设计对应的光伏道路路块有限元模型，包括与候选设计对应的光伏道路承重层模型、装配在光伏道路承重层模型的预制体槽中的光伏组件模型，以及路面保护层模型；在路面保护层模型上分别施加与各种工况测试条件对应的载荷，求解各工况测试条件下候选设计对应的光伏道路承重层的应力形变分布结果；根据应力形变分布结果和预设的应力形变要求，从各种候选设计中筛选出光伏道路承重层的优选设计。通过本申请提供的方案，基于有限元分析方法筛选出在各种工况测试条件下满足预设的应力形变要求的光伏道路承重层，提高了研发效率，也降低了研发成本。

Design Method of Photovoltaic Road Bearing Layer

【技术实现步骤摘要】
光伏道路承重层设计方法
本专利技术涉及道路
，尤其涉及一种光伏道路承重层设计方法。
技术介绍
作为道路未来发展方向的光伏道路，可由多个光伏道路路块组装构成，其中，光伏道路路块通常包括透光型的路面、将太阳能转化成电能的光伏组件以及承载光伏组件的道路底层。相较于现有的道路，光伏道路的道路底层除了包括路面垫层和路基层之外，还进一步包括了用于承载固定光伏组件的光伏道路承重层。因此有必要针对光伏道路承重层的研究和开发进行关注。目前，通常采用实验测试的方法来对设计的光伏道路承重层进行验证，研发成本高。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种光伏道路承重层设计方法，能够结合有限元分析筛选出在各种工况测试条件下满足预设的应力形变要求的光伏道路承重层。根据本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种光伏道路承重层设计方法，包括：获取光伏道路承重层的至少一种候选设计；构建所述候选设计对应的光伏道路路块有限元模型；其中，所述光伏道路路块有限元模型中包括：路面保护层模型、光伏组件模型，以及与所述候选设计对应的光伏道路承重层模型；所述光伏组件模型装配在所述光伏道路承重层模型的预制体槽中；所述路面保护层模型装配在所述光伏组件模型及所述光伏道路承重层模型上；针对预设的每种工况测试条件，在所述光伏道路路块有限元模型中的所述路面保护层模型上施加与所述工况测试条件对应的载荷，求解在所述工况测试条件下所述候选设计对应的光伏道路承重层的应力形变分布结果；根据所述应力形变分布结果和预设的应力形变要求，从各种候选设计中筛选出所述光伏道路承重层的优选设计。本专利技术提供的光伏道路承重层设计方法，构建各光伏道路承重层的候选设计对应的光伏道路路块有限元模型；并基于光伏道路路块有限元模型求解在各种工况测试条件下各种候选设计对应的光伏道路承重层的应力形变分布结果；这样，通过有限元分析的结果筛选出在各种工况测试条件下满足预设的应力形变要求的光伏道路承重层，提高了研发效率，也降低了研发成本。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。图1为根据本专利技术的一个实施例提供的光伏道路承重层设计方法的流程示意图；图2为根据本专利技术的一个实施例提供的光伏道路路块有限元模型的结构示意图；图3为根据本专利技术的一个实施例提供的光伏道路承重层模型的结构示意图；图4为根据本专利技术的一个实施例提供的电子设备的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术的一个实施例提供了一种光伏道路承重层设计方法，可以包括如下步骤：S110：获取光伏道路承重层的至少一种候选设计。本专利技术实施例中，针对光伏道路承重层，可以收集获取至少一种候选设计。其中，所述光伏道路承重层的候选设计中至少包括如下参数的设计：所述光伏道路承重层的材料属性、用于承载光伏组件的预制体槽的位置、尺寸和数量；其中，所述材料属性可以包括如下参数：材料、密度、杨氏模量和泊松比。在本专利技术的一些实施例中，候选设计中可以包括如下参数的设计：光伏道路承重层中预制体的材料属性、预制体的尺寸、预制体的数量、预制体中预制体槽的尺寸和数量。其中，预制体的数量可以为一个或多个；预制体的材料属性即光伏道路承重层的材料属性。S120：构建所述候选设计对应的光伏道路路块有限元模型；其中，所述光伏道路路块有限元模型中包括：与所述候选设计对应的光伏道路承重层模型、装配在所述光伏道路承重层模型的预制体槽中的光伏组件模型，以及装配在所述光伏组件模型及所述光伏道路承重层模型上的路面保护层模型。本专利技术实施例中，如图2所示，光伏道路路块有限元模型中包括：路面保护层模型、光伏组件模型和光伏道路承重层模型；所述光伏组件模型装配在所述光伏道路承重层模型的预制体槽中；所述路面保护层模型装配在所述光伏组件模型及所述光伏道路承重层模型上。其中，光伏道路承重层模型是预先根据光伏道路承重层的一种候选设计构建的，构建的光伏道路承重层模型与所述候选设计对应；光伏道路承重层模型中包括至少一个预制体槽，如图3所示。在本专利技术实施例中，可以预先针对预装配在光伏道路承重层中的光伏组件，根据光伏组件的尺寸结构，构建光伏组件的几何模型；并根据光伏组件的材料属性对光伏组件的几何模型进行材料属性定义以得到光伏组件模型。实际应用中，光伏道路路块有限元模型中可以包括一个或多个光伏组件模型，光伏道路承重层模型的每个预制体槽中可以装配一个或多个光伏组件模型。在本专利技术实施例中，可以预先根据光伏道路承重层的尺寸，以及路面保护层的尺寸结构，构建与光伏道路承重层的尺寸匹配的路面保护层的几何模型，并根据路面保护层的材料属性对路面保护层的几何模型进行材料属性定义以得到路面保护层模型。本专利技术的一些实施例中，可以将预先构建的光伏组件模型通过第二填充胶装配在所述预制体槽中，并将预先构建的路面保护层模型覆盖在所述光伏道路承重层模型以及所述光伏道路承重层模型中所述预制体槽中的所述光伏组件模型上，得到所述光伏道路路块有限元模型。光伏道路路块有限元模型中，光伏组件模型与预制体槽之间的第二填充胶预先定义了材料属性。S130：针对预设的每种工况测试条件，在所述路面保护层模型上施加与所述工况测试条件对应的载荷，求解在所述工况测试条件下所述候选设计对应的光伏道路承重层的应力形变分布结果。本专利技术实施例中，可以预先根据光伏道路的不同工况设置多种工况测试条件。其中，所述工况测试条件可以包括：所述路面保护层模型中用于加载载荷的接触面的位置和尺寸、以及加载在所述接触面上的载荷的大小。其中，路面保护层模型中用于加载载荷的接触面的位置、尺寸以及载荷的大小，可以由本领域技术人员根据光伏道路路块的路面承载对象来预先设置。其中，路面承载对象指的是光伏道路路块的表面可能承载的对象，可以包括但不限于：不同的车轮、不同的脚步等。基于光伏道路路块中的车流量和人流量的考虑，在本专利技术的一些实施例中，所述工况测试条件还可以包括：所述载荷的施加频率和施加时长。其中，载荷的施加频率和施加时长可以由本领域技术人员根据应用场景来预先设置。基于不同的路面承载对象与光伏道路路块的表面的接触方式的考虑，在本专利技术的一些实施例中，所述工况测试条件还可以包括：加载在接触面上的载荷的方向。比如，重力方向，水平方向。相应地，加载在接触面上的载荷可以包括：重力方向的载荷，和/或水平方向的载荷。本专利技术实施例中，针对每种工况测试条件，在光伏道路路块有限元模型中的路面保护层模型上施加与该工况测试条件对应的载荷，求解在该种工况测试条件下光伏道路承重层的应力形变分布结果。其中，应力形变分布结果中包括：应力分布结果和形变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏道路承重层设计方法，其特征在于，包括：获取光伏道路承重层的至少一种候选设计；构建所述候选设计对应的光伏道路路块有限元模型；其中，所述光伏道路路块有限元模型中包括：与所述候选设计对应的光伏道路承重层模型、装配在所述光伏道路承重层模型的预制体槽中的光伏组件模型，以及装配在所述光伏组件模型及所述光伏道路承重层模型上的路面保护层模型；针对预设的每种工况测试条件，在所述路面保护层模型上施加与所述工况测试条件对应的载荷，求解在所述工况测试条件下所述候选设计对应的光伏道路承重层的应力形变分布结果；根据所述应力形变分布结果和预设的应力形变要求，从各种候选设计中筛选出所述光伏道路承重层的优选设计。

【技术特征摘要】
1.一种光伏道路承重层设计方法，其特征在于，包括：获取光伏道路承重层的至少一种候选设计；构建所述候选设计对应的光伏道路路块有限元模型；其中，所述光伏道路路块有限元模型中包括：与所述候选设计对应的光伏道路承重层模型、装配在所述光伏道路承重层模型的预制体槽中的光伏组件模型，以及装配在所述光伏组件模型及所述光伏道路承重层模型上的路面保护层模型；针对预设的每种工况测试条件，在所述路面保护层模型上施加与所述工况测试条件对应的载荷，求解在所述工况测试条件下所述候选设计对应的光伏道路承重层的应力形变分布结果；根据所述应力形变分布结果和预设的应力形变要求，从各种候选设计中筛选出所述光伏道路承重层的优选设计。2.根据权利要求1所述的光伏道路承重层设计方法，其特征在于，所述光伏道路承重层模型中包括至少一个预制体，所述预制体中包括目标数量的预制体槽；多个所述预制体的情况下，多个预制体之间通过第一填充胶拼接。3.根据权利要求1或2所述的光伏道路承重层设计方法，其特征在于，所述光伏道路承重层的候选设计中至少包括如下参数的设计：所述光伏道路承重层的材料属性、用于承载光伏组件的预制体槽的位置、尺寸和数量；其中，所述材料属性包括如下参数：材料、密度、杨氏模量和泊松比。4.根据权利要求3所述的光伏道路承重层设计方法，其特征在于，所述构建所述候选设计对应的光伏道路路块有限元模型，包括：根据所述候选设计，构建对应光伏道路承重层模型，所述光伏道路承重层模型中包括至少一个预制体槽；将预先构建的光伏组件模型通过第二填充胶装配在所述预制体槽中，并将预先构建的路面保护层模型覆盖在所述光伏道路承重层模型以及所述光伏道路承重层模型中所述预制体槽中的所述光伏组件模型上，得到所述光伏道路路块有限元模型；其中，所述光伏组件模型、所述路面保护层模型、所述第二填充胶均预先定义了各自的材料属性。5.根据权利要求4所述的光伏道路承重层设计方法，其特征在于，所述工况测试条件包括：所述路面保护层模型中用于加载载荷的接触面的位置和尺寸、以及加载在所述接触面上的载荷的大小。6.根据权利要求5所述的光伏道路承重层设计方法，其特征在于，所述工况测试条件还可以包括：所述载荷的施加频率和施加时长。7.根据权利要求5所述的光伏道路承重层设计方法，其特征在于，所述在所述光伏道路路块有限元模型中的所述路面保护层模型上施加与所述工况测试条件对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭，杨晨，明书君，朱宛萤，汤仁君，
申请(专利权)人：汉能移动能源控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11