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《北京交通大学》 2009年
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基于流固耦合方法的气枕式薄膜结构特性研究

宋月箫  
【摘要】: 经过近十余年来的发展,张拉薄膜结构的基本理论已为我国一些科研人员所掌握,但是对于充气式薄膜结构.特别是气枕式薄膜结构的一些问题尚未得到解决,如气枕式薄膜结构的静力分析、动力分析以及其在风荷载作用下可能存在的流固耦合作用分析。本文着重在前两个方面开展工作。 本文基于势流体理论给出了适用于计算气枕式薄膜结构的流固耦合方程,采用有限元软件ADINA对于气枕式膜结构进行建模。对一个具有解析解的球形算例进行了形态分析计算,以此来验证模型的有效性,随后以国家游泳中心“水立方”的一个气枕式单元为对象,进行了形态分析和多个工况的静荷载分析,总结了气枕式薄膜结构在静力荷载下的工作压强变化规律以及薄膜应力变化规律,以及初始工作压强和外荷载对膜面位移和应力的影响。之后,对一气枕式充气膜结构进行了模态分析,总结了初始工作压强对于模态的影响。最后,本文采用Davenport谱生成了脉动风速时程,利用计算流体力学方法得到结构的风压系数,对气枕式膜结构进行了风致响应分析,得到了结构在风荷载作用下的反应特性。 综上所述,本文运用基于流固耦合理论的有限元数值模拟技术在气枕式薄膜结构的形态分析,受力、动力特性分析以及风致响应分析方面得出了一些有意义的结论,希望能为今后的气枕式膜结构抗风设计提供一些参考。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TU38

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 乔磊;大尺度复杂张拉薄膜结构整体分析理论及其软件化[D];北京交通大学;2011年
【参考文献】
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【同被引文献】
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7 陆春华;液饱和多孔介质动力响应的弹塑性有限元分析[D];重庆大学;2004年
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10 田杰;岩体渗流的流固耦合问题及其工程应用[D];中国科学院研究生院(渗流流体力学研究所);2005年
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