张拉膜曲面及其动力松弛法找形过程

关 键 词:结构设计论文
资料等级:张拉膜曲面及其动力松弛法找形过程
发布时间:2014-7-4
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资料编辑:tianmengping91
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                                               张拉膜曲面及其动力松弛法找形过程
膜结构的找形分析也称为初始态设计,其目的是确保生成形状稳定、应力分布均匀的三维平衡曲面,并能在各种可能的荷载工况下正常工作。其中膜内既可以是处处相等的等应力分布,也可以是满足平衡条件的不均匀分布的应力,膜内各点处处相等的膜内应力分布将得到数学中的最小曲面,而平衡应力分布则得到平衡曲面。本文所陈述的方法适用于最小曲面和平衡曲面的找形分析,但本文的讨论仅限于最小曲面。最初的找形工作是通过皂膜比拟来进行的,后来发展到用其他弹性材料做模型,通过测量模型的空间坐标来确定形状。对于一些十分简单的外形也可以用几何分析法,但现代意义上的找形技术的发展得益于计算机技术和有限元方法的发展。目前应用比较广泛的找形方法有:力密度法、动力松弛法和非线性有限元法等 。
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张拉膜结构中应力的分布既可以是处处相等的等应力分布,也可以是满足平衡条件的不均匀分布的应力。膜内各点处处相等的膜内应力分布将得到最小曲面,而平衡应力分布则得到平衡曲面。动力松弛法是常用的膜结构找形方法之一,它的缺点是所需要的迭代次数较多。在找形过程中根据结构位形的变化不断调整计算参数,从而加快了计算的收敛,大大减少了迭代次数。由于忽略膜内剪切刚度,找形过程中单元变形较大,可通过节点坐标多步提升到位来解决问题。
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