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| 新十杰膜結構找形分析技術(shù) |
| 作者：admin 來(lái)源： 日期：2015/1/14 13:16:07 人氣： |
| 索膜結構是應用非常廣泛的一種結構形式，由于索膜在無(wú)應力情況下沒(méi)有剛度，不具有承載力和一定的形狀，所以必須施加適當的預應力來(lái)使其產(chǎn)生足夠的剛度并確定性狀。其設計中主要涉及到三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節：找形、載荷分析、裁剪分析。找形也叫形態(tài)分析，指的是給定預應力分布以及控制點(diǎn)(即約束點(diǎn)，通常為實(shí)際的支座點(diǎn))坐標，通過(guò)適當的方法確定該預應力分布下索膜結構的平衡形態(tài)。載荷分析是用來(lái)分析預應力索膜結構在外載荷作用下的應力、位移，確定其承載能力，以驗證結構是否具有足夠的剛度（此剛度為預應力剛度）以及在外載荷作用下是否會(huì )出現皺褶。裁剪分析是將通過(guò)找形荷載荷分析確定的膜面（通常為不可展曲面）預應力釋放，并根據幾何拓撲理論進(jìn)行適當的剖分，然后將剖開(kāi)的膜片展開(kāi)為平面，作為施工下料的依據，以保證施工安裝后的膜面形狀與分析得到的形狀相吻合。裁剪分析涉及到幾何拓撲理論，單純用有限元分析工具解決有一定困難，需要綜合有限元工具以及其它一些特殊的技術(shù)來(lái)解決，需要有限元以外的專(zhuān)門(mén)研究與開(kāi)發(fā)，所以本文不準備討論ANSYS在這方面的應用。載荷分析是一個(gè)預應力索膜結構的典型有限元分析，對于A(yíng)NSYS沒(méi)有任何困難，只要在給預應力作為初應力施加于相應單元，同時(shí)打開(kāi)大變形效應，施加其它載荷，ANSYS就會(huì )考慮預應力的預應力剛度進(jìn)行計算得到相應的結果。所以沒(méi)有任何困難，本文也將不去討論。找形是載荷分析和裁剪分析的基礎，是索膜設計的出發(fā)點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)，需要找到給定預應力分布下的平衡形態(tài)，因為預先并不知道該形態(tài)，在初設形態(tài)下預應力一般不能平衡，需要通過(guò)適當的方法進(jìn)行迭代計算來(lái)確定能夠使預應力分布平衡的位移形態(tài)。 |
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