膜结构

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膜结构的规划有哪几个步骤?

发布时间:2017-08-16 14:24作者:膜结构公司浏览量:

膜结构的规划可分为三个进程:

(1)找出一个初始平衡形状;
(2)各种荷载组合下的力学分析以保证安全;
(3)裁剪制作。
      发达国家从六十年代起初步提出多种核算方法,到目前为止以有限元法为最先进、最广泛被选用的方法。而单元类型皆为三角形平面常应变单元,该方法是从刚性板壳大变形理论移植过来的。

      从以下分析可以看到,膜结构作为只能抗拉的软壳体是不适宜选用这种平面单元的,由于关于刚性壳体来说,这种平板单元可以当作平面应力单元和平板弯曲单元的组合,其单元刚阵可以由这两种单元刚阵吞并而成。而膜结构作为软壳体是不能抗弯的,只能靠薄膜曲面的曲率改动,然后引起膜表面中内力重分布来抵挡垂直于曲面的外荷载。如果仍是选用这种只需平面内应力的板单元,则应变的线性部分将不反映平面外z方向位移的影响,这导致单元不包括z方向节点反力,就每个单元来说静力是不平衡的。所幸的是应变的非线性部分考虑了z向位移的影响,使得各单元吞并起来的总的平衡方程经过不断迭代能近似抵达平衡,缺点是需求过多的平面内位移来满足平衡的要求,而实践状况是只需求必定的平面外和平面内的位移及曲率改动就可以了。

      考虑到这些,我国膜结构技术人员在国际上初度选用曲面膜单元,应变的线性部分引入了z向位移及单元的曲率和扭率,非线性部分仍然保存z向位移的影响项。这样无论是每个单元仍是各单元吞并后的平衡方程都能很简单满足,迭代次数大为减少,而变形效果也更符合真实状况。而且由于单元内各点应力都不相同,据此判别皱折是否出现会更为准确。最终求出的每个单元的曲率和扭率关于判别初始找形的正误和好坏以及裁剪下料都能供给许多非常有用的信息。

      用曲面有限单元建立的膜结构找形及内力核算方法极小曲面具有非常完美的表面形状和应力状况,是膜结构最合理的志向初始状况。所谓极小曲面是指在给定鸿沟条件下面积最小的曲面。在这个曲面上任意一点的应力都持平。发达国家从六十年代起初步对膜结构找形提出多种核算方法,如物理模型法,力密度法,动力松驰法等,到目前为止以有限元法为最先进、最广泛选用的方法。不只国内,迄今国外的核算理论也都是以平面膜单元作为膜结构的核算模型。该方法是从刚性板壳大变形理论移植过来的。膜结构作为只能抗拉的软壳体是不适宜选用这种平面单元的,其缺点是需求过多的平面内位移来满足平衡的要求,而实践状况是只需求必定的平面外和平面内的位移及曲率改动就可以了。其后果就是在后面要进行的内力核算时,代入真实材料常数后,由于前面找形得到的极小曲面与实践可能存在的膜结构形状的间隔在视觉上可能不大,但对核算来说却是不能忽视的,因而核算很简单发散或出现皱折。这也是前面其他方法的一同缺点,他们往往把这一连接的进程区分红志向化的找形和实践验算两个阶段,也就不能保证找出的形状都能用真实的膜材建成等应力极小曲面。 

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