收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于力密度法的充气膜结构找形与荷载分析研究

李群辉  
【摘要】: 随着高性能控制技术的发展以及新型膜材的出现,加上造价低廉、建造方便等因素,充气膜结构重新受到了人们的关注,其在实际工程中的应用也逐渐广泛起来,它是集结构、控制和严格的管理于一体的体现较高技术水平的结构形式。 目前国内对张拉膜结构和刚性边界膜结构领域的探索取得了长足的进步并制定了初步的技术标准,但对于充气膜结构,我国还缺乏必要的了解和认识,更没有技术规范。充气膜结构广阔的发展前景,使得对充气膜结构的深入研究在其设计理论及实践经验极其匮乏的现状下显得尤为必要。本文以力密度法基础,对气承式充气膜结构的找形及荷载分析进行了研究。 本文首先分析了充气膜找形分析中的核心因素—内压,内压方向始终为膜面单元法向,计算时需不断修正内压方向。然后本文以力密度法和有限单元法为基础,推导了在内压作用下的膜线单元力密度矩阵和T单元力密度矩阵;根据单元力密度矩阵集成整体力密度矩阵的规律,提出了矩阵坐标法的概念;对力密度法建立了线性平衡方程组,对方程组系数矩阵采用行压缩格式法稀疏矩阵存储技术存储,求解过程采用Gauss-Seidel迭代法求解,提高了计算效率;通过算例分析,得出了一些有规律性的结论。 根据找形后的膜面形态以及应力应变关系,推导了膜面单元等效原长和等效抗拉刚度;分析了作用在充气膜上的常用荷载,推导了膜面等效节点荷载的计算公式;根据索单元和T单元的一维特性、几何关系、应力应变关系,建立了索单元和T单元的非线性平衡方程组和单元几何刚度矩阵;采用矩阵坐标法集成整体几何刚度矩阵,采用全Newton-Raphson法求解非线性方程组,主要推导了T单元切线刚度矩阵;通过算例分析,提出了一些建议。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 高振宇,王勇;带弹性拉压杆张拉膜结构找形分析[J];广州建筑;2005年02期
2 徐其功,李澄,韩大建;张拉膜结构力密度法找形分析及若干问题[J];华南理工大学学报(自然科学版);2003年05期
3 万红霞,吴代华;索和膜结构的力密度法找形分析[J];武汉理工大学学报;2004年04期
4 高振宇;;共轭梯度法在膜结构分析中的应用[J];山西建筑;2010年18期
5 魏德敏,李联彬,王勇;薄膜结构找形分析的力密度法[J];华南理工大学学报(自然科学版);2003年06期
6 邓华,姜群峰;松弛悬索体系几何非稳定平衡状态的找形分析[J];浙江大学学报(工学版);2004年11期
7 郑阿妮;;力密度法在索结构逆找形中的应用[J];陕西建筑;2007年08期
8 宋慧敏;惠颖;;力密度法在索穹顶形态确定中的应用[J];钢结构;2008年09期
9 王飞;张晏华;;悬索结构初始形态数值分析方法[J];山西建筑;2007年24期
10 温世峰;支希哲;;膜结构找形分析中的混合法[J];计算机仿真;2008年07期
11 曾文平,王元清,张勇,石永久;索穹顶结构的预应力设计方法[J];工业建筑;2002年09期
12 苏建华,韩大建,徐其功;带T单元的膜结构力密度法找形及程序编制[J];华南理工大学学报(自然科学版);2005年08期
13 钟建红;刘训臣;王文贞;;膜结构初始形状确定的几种方法[J];建材技术与应用;2006年01期
14 李彬;胡国伟;黄芬;;周边桁架可展开天线索网结构力密度优化找形方法[J];桂林电子科技大学学报;2009年05期
15 卫东,沈世钊;薄膜结构初始形态确定的几种分析方法研究[J];哈尔滨建筑大学学报;2000年04期
16 王勇,魏德敏;具有T单元张拉膜结构的找形分析[J];工程力学;2005年04期
17 邓华,姜群峰;环形张力索桁罩棚结构施工过程的形态分析[J];土木工程学报;2005年06期
18 任涛;陈务军;付功义;;索杆张力结构初始预应力分布计算方法研究[J];工程力学;2008年05期
19 叶继红;田珺;;张拉膜结构形状确定的实验研究[J];工程力学;2010年04期
20 韩大建,徐其功;张拉膜结构力密度法找形分析中索边界的处理[J];空间结构;2002年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周树路;叶继红;;改进力密度法在等应力膜面找形中的应用[A];第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2007年
2 周树路;叶继红;;改进力密度法在等应力膜面找形中的应用[A];第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2007年
3 苏建华;韩大建;王海涛;徐其功;;张拉膜结构静力分析程序TMSAP介绍[A];第十三届全国工程建设计算机应用学术会议论文集[C];2006年
4 苏建华;韩大建;王海涛;徐其功;;张拉膜结构静力分析程序TMSAP介绍[A];计算机技术在工程建设中的应用——第十三届全国工程建设计算机应用学术会议论文集[C];2006年
5 马政纲;罗尧治;;索膜结构形态分析的力密度法[A];第九届空间结构学术会议论文集[C];2000年
6 李辉;冯维明;;膜结构找形分析方法综述及展望[A];第六届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2006年
7 王靖;邱志平;;复合材料张拉膜结构找形的力密度区间分析方法[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
8 崔家春;王人鹏;钱若军;;张力集成结构找形方法比较[A];第五届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2005年
9 邓华;姜群峰;;一种索杆张力结构的施工成型分析方法[A];第十一届空间结构学术会议论文集[C];2005年
10 韩大建;苏建华;;梁柱支撑的索膜结构整体找形的力密度法[A];计算机技术在工程建设中的应用——第十二届全国工程建设计算机应用学术会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 徐其功;张拉膜结构的工程研究[D];华南理工大学;2003年
2 苏建华;空间索膜结构的力密度法静力分析研究[D];华南理工大学;2005年
3 夏劲松;索膜结构的构造理论和柔性天线的结构分析[D];浙江大学;2005年
4 万红霞;索和膜结构形状确定理论研究[D];武汉理工大学;2004年
5 寿建军;空间可展结构逆设计及宇航结构的装卡研究[D];浙江大学;2008年
6 向新岸;张拉索膜结构的理论研究及其在上海世博轴中的应用[D];浙江大学;2010年
7 田伟;刚性单层网壳结构找形与稳定研究[D];浙江大学;2011年
8 刘学林;索膜结构有限元线法找形的研究[D];清华大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴鹏;基于力密度法荷载分析理论的索膜结构施工张拉模拟研究[D];华南理工大学;2011年
2 李群辉;基于力密度法的充气膜结构找形与荷载分析研究[D];华南理工大学;2010年
3 张伟才;星载赋形天线曲面设计及索膜结构形面设计分析[D];浙江大学;2004年
4 褚庆春;基于力密度法的索膜结构与空间钢结构的整体协同分析研究[D];华南理工大学;2013年
5 程晓艳;张拉膜结构的找形和裁剪分析[D];合肥工业大学;2004年
6 翁晓博;索膜结构挑蓬设计及膜结构事故分析[D];浙江大学;2006年
7 苏浩;张拉索膜结构找形分析与计算[D];哈尔滨工程大学;2007年
8 苏何先;索网结构的计算方法研究[D];昆明理工大学;2008年
9 卢迎华;张拉膜结构的找形分析研究[D];暨南大学;2006年
10 宋慧敏;索穹顶形态确定的研究[D];南京理工大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978