考虑裁切线的马鞍形张拉膜结构找形分析

传统的膜结构分析从找形、荷载分析到裁剪,均忽略了实际工程中的膜结构是带有裁切线的结构,而实际使用中膜材的褶皱、破坏等往往始于膜片连接周围。针对上述问题,对带有裁切线的膜结构进行设计,充分考虑膜片展平过程中的无应力状态和膜片连接处的搭接现状,首先采用测地线法生成空间裁切线,采用等效板单元法将裁切的空间膜片展平成平面近似无应力膜片;然后考虑膜片的连接,将无应力膜片进行热合连接形成新的几何膜片,对膜片进行二次找形;最后对比有、无裁切线膜结构的找形结果,证明了方法的正确性。研究结果可为今后的膜结构设计和施工提供参考。     

海南某高校风雨球场张拉膜结构分析

以海南某高校风雨球场张拉膜结构为例,给出了大型张拉膜结构的分析设计方法,探索了张拉膜结构的找形与荷载分析特点,可供类似工程参考．     

张拉式膜结构简析

对张拉式膜结构的结构设计做了概要的叙述,对找形分析、荷载分析以及剪裁分析做了介绍,并对膜结构发展方向做了展望。     

带T单元的膜结构力密度法找形及程序编制

在力密度法中引入T单元的概念,建立了带T单元的力密度法平衡方程,推导了膜线单元以及索边界T单元的单元力密度矩阵,编制了带T单元的膜结构力密度法找形程序,从而解决了组合膜结构找形中边界索的“锯齿”问题。最后用算例验证了该方法的可行性及所编制程序的正确性。     

上海和平公园海豚馆膜结构工程设计与分析

以上海和平公园海豚馆结构工程为例，介绍了膜结构的设计与分析及有关参数的选取，包括找形分析、膜内力分析、着重讨论了初应力取值、膜面各工况荷载对结构的影响，并提供了膜材的裁剪、节点设计等应用方法。本文对类似工程的设计与科研有一定的参考意义。     

梁-柱支承的张拉膜结构整体找形分析

用力密度法对梁-柱支承的张拉膜结构进行找形分析．在找形过程中考虑了膜体与梁-柱构件之间的相互作用．文中推导了结构体系的整体找形公式,其中梁-柱结构分别采用了小变形理论和有限变形理论建立模型,并编制了相应的找形分析程序．通过算例对这种带梁-柱支承的膜结构整体找形问题进行了分析和讨论,结果证明了文中方法的可行性．     

索膜结构的静力分析

应用动态松弛法对索膜结构进行初始形态分析和静荷载分析。引入刚度调整系数并提出新的参数取值方法。该刚度调整系数能灵活地保证各种不同刚度结构计算的稳定性。在找形分析中引入测地线单元,加速了找形收敛速度。典型算例说明动态松弛法是索膜结构静力分析的有效方法。     

带弹性支撑的膜结构找形分析

针对一般的索膜结构找形时将与边界支撑相接处的索膜节点按固定节点来进行计算,没有考虑支撑结构在该节点的位移,使找形结果与实际有一定差异这一问题,在索膜结构的力密度法找形基础上,对找形过程中索膜结构与其边界支撑结构的相互作用问题进行了分析,并编制了相应的计算程序．最后通过2个算例证明了文中方法的可行性．     

弹性支承柱对整体张拉膜结构的影响

索膜结构分析中将膜边界视为固接,未考虑支承结构与膜结构之间的相互作用以及支承结构在该节点的位移,使找形结果与实际情况产生一定差异,即缺少整体张拉模型的分析.考虑弹性支承结构对膜结构的应力以及自振频率的影响,采用ANSYS模拟分析弹性支承柱与膜结构相互作用过程.结果表明,膜结构在支座提升(施加预应力)阶段基本符合"膜面预应力处处相等"的原则,由"边缘效应"产生的膜面应力不均匀分布也可以通过支承柱的设置来给予适当的调整.     

张拉膜结构力密度法找形分析及若干问题

力密度法是张拉膜结构找形分析中最常用的方法之一．文中论述了力密度法中T单元的应用,并探讨了网格离散方向及硬边T单元初应力取值对支撑构件的影响,完善了力密度法．     

索网结构找形平衡形态弹性化与零应力态分析

提出了索网分析全过程的6个状态：初始几何态、找形平衡态、弹性平衡态、零应力态、预应力态、荷载态,5个分析过程：找形分析、弹性化分析、预应力分析、逆分析、荷载分析,阐述了各状态参数,论述了各分析过程数学模型.结果表明：索网理想零应力态一般不存在,在结构分析中可采用近似假设零应力态;根据弹性平衡态,采用逆分析法可得到合理近似零应力态.另外,介绍了ANSYS/EASY软件索网分析过程和方法,比较了两者零应力态的数学模型.最后,通过2个索网算例,验证了不同零应力态在预应力分析后的平衡预应力态的较大差异.     

Evaluation of cable tension sensors of FAST reflector from the perspective of EMI

The active reflector of FAST(five-hundred-meter aperture spherical radio telescope) is supported by a ring beam and a cable-net structure,in which nodes are actively controlled to form series of real-time paraboloids.To ensure the security and stability of the supporting structure,tension must be monitored for some typical cables.Considering the stringent requirements in accuracy and longterm stability,magnetic flux sensor,vibrating wire strain gauge and fiber bragg grating strain gauge are screened for the cable tension monitoring of the supporting cable-net.Specifically,receivers of radio telescopes have strict restriction on electro magnetic interference(EMI) or radio frequency interference(RFI).These three types of sensors are evaluated from the view of EMI/RFI.Firstly,these fundamentals are theoretically analyzed.Secondly,typical sensor signals are collected in the time and analyzed in the frequency domain,which shows the characteristic in the frequency domain.Finally,typical sensors are tested in an anechoic chamber to get the EMI levels.Theoretical analysis shows that Fiber Bragg Grating strain gauge itself will not lead to EMI/RFI.According to GJB151 A,frequency domain analysis and test results show that for the vibrating wire strain gauge and magnetic flux sensor themselves,testable EMI/RFI levels are typically below the background noise of the anechoic chamber.FAST finally choses these three sensors as the monitoring sensors of its cable tension.The proposed study is also a reference to the monitoring equipment selection of other radio telescopes and large structures.     

弹性正交索网结构静力学的各类变分原理

通过罗恩已提出的一条简单而统一的新途径,系统地建立了离散索网模型的正交索网结构几何非线性弹性静力学的各类变分原理。文中首先给出正交索网结构几何非线性静力学的广义虚功原理的表式,然后从该式出发,不仅能得到正交索网结构几何非线性静力学的虚功原理,而且通过所给出的广义Legendre变换,还能系统地成对导出正交索网结构几何非线性弹性静力学的3类变量、2类变量变分原理、以及总势能驻值原理和总余能驻值原理的互补泛函。同时,通过这条新途径还能清楚地阐明这些原理的内在联系。     

薄膜结构分析中的褶皱判别准则及其分析方法

由于膜材不能抗压,在薄膜结构受力分析中膜材有纯拉、单向褶皱和双向褶皱3种状态.当膜材处于褶皱状态时,其受力性能与纯拉状态有很大的差异,在分析中应予以区别,故对膜材3种受力状态的界定成为必要.本文对目前常用的判别柔性材料受力状态的3种准则进行了详细论述,分别讨论了各自的原理及存在的问题,得出主应变准则只能适用于各向同性膜材,主应力-主应变准则对各向同性和正交异性膜材均能适用.并给出了膜材产生褶皱后的处理方法.     

一种飞艇囊体结构分析方法

飞艇是典型的充气薄膜结构,对结构内应力、变形等的准确预测是这里结构设计的关键问题。基于有限元分析软件NASTRAN,提出了一种飞艇囊体结构仿真分析的方法。给出了飞艇模型的建立、网格的划分、约束施加和载荷处理等过程。通过对某飞艇模型在俯仰和转弯两种工况下的分析计算,得到飞艇囊体应力和应变分布,结果与实际情况符合较好。为飞艇囊体的设计提供了参考依据。     

大增量有限元法及其在非线性分析中的应用

为克服位移法有限元法在计算效率方面的不足,基于一般逆矩阵理论,采用最优化理论,在不同坐标系内,即整体坐标系和局部坐标系内分阶段求解大增量有限元法控制方程,给出了用大增量有限元法求解单调荷载作用下弹性体系非线性分析的求解步骤。最后以非线性索膜结构为例,用该算法对其进行非线性分析,并将结果与用位移有限元法软件ANSYS得到的结果作比较分析。结果表明：大增量有限元法计算效率高,结果准确,可应用于弹性体系非线性分析中。     

加筋板结构在冲击载荷作用下的塑性动力响应

采用能量原理和刚塑性材料本构模型，对冲击载荷作用下的矩形加筋板结构的塑性动力响应进行了分析．应用极限原理导出了静力极限变形模态及变形模态判别条件；认为动力响应的变形模态与静力极限变形模态相同，计及板的膜力和加强筋轴力的影响，导出了塑性动力响应的运动控制方程．最后应用本理论和ＡＤＩＮＡ程序对固支加筋板结构进行了求解．     

长方体充气膜结构设计简化计算方法研究

文章以非线性有限元知识为基础,对非线性有限元迭代方法简化,对不同荷载工况下结构的膜面应力和顶点最大位移等基本结构变化特性进行分析,得出模型的荷载-变形关系;并与ANSYS分析软件的分析结果进行比较,二者结果较为接近,证明了该文充气膜结构的简化有限元迭代方法正确性与可靠性。     

最小二乘法在索网结构力密度法找形中的应用

在索网结构力密度法找形的基础上,采用最小二乘法对找形后索力结果进行优化计算,从而解决找形后的索力参差的问题,弥补了力密度法找形的不足.最后给出算例,验证了方法的可行性.     

薄膜结构设计计算的研究回顾

膜结构是一种全张力柔性结构。膜结构的设计过程与传统建筑结构不同之处主要是找形分析和剪裁分析。文章就国内关于膜结构设计计算方面的主要研究成果进行了综述。