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索杆张力结构的柔性分析

杜贵首  
【摘要】: 索杆张力结构是指通过对柔性构件施加预张力后形成的结构体系,可通过找形、受力、节点柔性、体系分析研究张力结构整体柔性相关的力学性状以及局部节点的柔性特征。 力密度法在索网找形分析已趋成熟并被广泛应用,但应用于张拉整体结构找形时由于需要寻求可行的力密度而存在一定的困难。本文首先介绍了力密度法找形分析方法在索网中的应用,然后着重研究在张拉整体结构中的找形分析,采用对力密度矩阵进行降秩的方法求得可行的力密度,最终找形求得合理的几何形状。编程实现了算法,并对马鞍形索网旋转、抛物面索网和双层张拉整体结构进行了找形分析研究。 应用最小势能法对结构进行非线性受力分析是一种普遍应用的能量迭代法,但国内尚无研究文献。本文研究了最小势能法在结构静力分析中的应用,并将其应用于索网和张拉整体结构的受力分析中。编程实现了算法,对菱形索网、六边形索网、张拉整体结构进行了结构分析,研究了张力结构的非线性特征以及恒定应力态。 第四章,首先提出节点柔度矩阵的概念,建立节点柔度矩阵,并推导出柔性椭球方程,然后用VC++编程实现可视化处理。最后,通过柔性椭球研究了张力结构节点的柔性特征。 第五章,根据势能方程推导出结构冗余度,导出弹性冗余度和几何冗余度,通过冗余度分析研究了结构体系特征和整体柔性。


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