基于Matlab的膜结构动力松弛法找形分析

根据膜结构的性质选择动力松弛法为迭代方法,为了加快迭代速度和简化计算过程选择了在Matlab上编制相应程序,运用函数Spares对数据进行存储,实现了运用动力松弛法对膜结构的找形分析过程.结合两个实际工程实践了动力松弛法找形分析的可行性,同时证明了此种找形方法的先进性和可靠性.     

带弹性支撑杆张拉结构整体找形分析的动力松弛法

张拉结构与传统的钢、砼等刚性结构不同,是一种柔性的张力体系,其设计计算过程一般分为初始形状的确定（找形）-荷载分析-裁剪分析.传统的带弹性支撑杆的张拉结构如索网、索膜结构,在找形中往往忽略索网、索膜与弹性支撑杆的相互作用,本文在Michel R.Barnes找形理论的基础上推导了张拉结构找形分析的动力松弛法的基本公式,同时充分考虑两者的相互作用,应用动力松弛法对这种结构进行整体找形分析,并通过算例验证了所提出方法的可靠性与适用性.     

索膜结构找形分析的有限元法及Ansys实现

介绍了索膜结构找形分析的有限元法,针对索膜结构极强的几何非线性特点,提出了非线性有限元的基思想本、基本假设和索膜结构的找形原理.索膜结构找形可以通过提升初始状态的指定点到指定位置的方法进行,应用了小弹性模量理论,最后恢复真实的弹性模量,克服了目前普遍应用小弹性模量不能恢复弹性模量真实值的不足.并考虑到目前有限元通用程序的广泛使用,着重研究了这一方法在Ansys上的实现过程.     

索膜结构的动力松弛法分析

根据索膜结构几何非线性的特点,以动力松弛法为迭代方法,推导出在均布预张力作用下的找形公式以及静荷载作用下的受力计算公式．然后绘制出多种预张力、矢跨比时典型结构的位移-荷载曲线,通过比较发现,提高矢跨比可以明显减小结构的位移;而通过提高预张力的方法,其结构位移的量减少不大．     

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．     

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。     

索膜结构的设计理论分析

索膜结构是一种全新的建筑结构形式，其设计理论主要包括找形分析、荷载分析和裁剪分析三方面。现有的找形方法都存在一定的缺点，开发的计算软件也没有普遍性，需要在将来的研究中逐步完善。虽然结构对地震有很好的自适应性，但在风荷载作用下易发生自激振动从而导致破坏，因而进行风荷载分析以确定其体型系数及受破坏的临界风速非常必要。裁剪过程存在误差，需要研究开发更精确的裁剪技术。一     

张拉型温室膜结构的找形分析

在膜结构找形方面,现有的方法多样,而找形结果误差往往较大.针对张拉型温室膜结构的几何非线性特点,以非线性有限元理论为基础,采用基于小弹性模量的支座提升法来对膜结构进行找形分析,研究其找形特点,同时得出一些对膜结构成功找形有益的结论.     

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.     

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．     

不同膜初始预张力下索膜间摩擦接触对膜面应力的静力影响分析

为了分析谷索索力变化引起索膜间摩擦接触对膜面应力的影响,模型为带有一条稳定索(谷索)的双曲张拉索一膜结构,所有算例应用有限元程序ANSYS完成,谷索与膜面之间的摩擦接触问题用接触单元来模拟,接触表面的摩擦作用仅用摩擦系数来考虑,膜面初始预张力设计值分别取2,3,4 kN/m,对模型进行初始形态分析和静力荷载分析,分析表...     

基于悬链线元的索穹顶形状精确确定方法

针对目前索穹顶结构研究中其形状确定方面所存在的不足,提出了基于悬链线元逆迭代的精确修正技术,可以精确求得预张力;使其能在考虑索杆自重的情况下,在给定的初始几何位置上严格平衡.由于刚度矩阵形成和已知索的预张力情况求解索原长是运用悬链线元进行结构分析时需要解决的两个先决问题,首先根据目前文献中处理这两个问题的不足,提出了具有大范围收敛性的刚度迭代技术和不需迭代的索原长高精度求解方法;在此基础上引进逆迭代方法,建立了基于悬链线元的逆迭代形状精确确定方法.最后编制程序对算例进行验证,结果表明这一方法精度极高,且收敛速度快,收敛性好.     

张拉整体结构的智能化找形研究进展

近年来,被称为“未来的结构体系”的张拉整体结构得到学术界的广泛关注。其中,找形是张拉整体结构设计的关键步骤,即确定结构的平衡状态的过程。随着人工智能逐渐应用到各个领域,张拉整体结构的智能找形方法也应运而生,通过使用人工智能技术改进传统的找形方法,以达到简化找形流程的目的。文章首先介绍了人工智能在建筑领域的应用。其次,阐述了使用人工智能技术改进张拉整体结构找形方法的研究意义。然后,介绍了张拉整体结构几种常用的传统的找形方法及其优缺点。再通过调研大量文献,对现在最新的张拉整体结构智能找形方法,特别是优化算法和神经网络方法进行详细介绍和分析。最后,预测并分析总结了该领域未来可能的研究方向及相应的发展趋势。     

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．     

某汽车白车身静态弯曲刚度仿真分析与试验验证

基于某汽车白车身几何模型,建立其有限元分析模型。提出一种白车身静态弯曲刚度解析方法,对白车身进行静态弯曲刚度仿真分析,得到白车身关键点的Z向位移变化量,获取了白车身弯曲变形曲线。同时结合静态弯曲刚度解析方法,得到白车身静态弯曲刚度,并通过试验进行了静态弯曲刚度验证。研究结果表明:白车身静态弯曲刚度有限元分析和试验结果分别为13108.88 N/mm和14421.21 N/mm,相对误差为9.10%,有限元分析和试验结果基本吻合,可以为工程开发人员提供参考。     

载货车驾驶室的静力模态刚度灵敏度

驾驶室与车架在整车安装的环境下具有复杂耦合关系,针对这一复杂的优化问题,引进了静力模态刚度概念,定义了静力模态刚度灵敏度,推导了计算静力模态刚度灵敏度的方法.该方法已应用在整车安装环境下驾驶室的设计分析.在分析中,采用了整车有限元模型,将驾驶室分为15个超单元.结果表明所得的静力模态刚度灵敏度可以用来改进驾驶室设计.     

粗粒土大型静止侧压力系数测定试验的颗粒流模拟

静止侧压力系数K_0是粗粒土重要的力学参数。采用基于离散元理论的颗粒流数值分析和室内试验相结合的方法,建立了粗粒土大型静止侧压力系数试验的三维颗粒流模型,模拟结果与室内试验具有良好的一致性。在总结数值试验结果的基础上,分析了粗粒土的位移和力链的细观变化过程,并研究了不同竖向应力下细观参数与K_0的关系曲线,探讨孔隙率、颗粒摩擦因数、切向刚度、法向刚度等参数对粗粒土K_0的影响规律,并建立了细观参数和粗粒土K_0的函数关系。结果表明:相同竖向应力下试样K_0随着孔隙率的增大逐渐增大,但增大趋势趋于平缓;试样K_0与摩擦因数存在线性负相关关系;在相同竖向应力下,试样法向接触刚度越大或切向接触刚度的越大时,K_0越小。