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膜结构曲面

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2017-04-08 10:55【

裁剪设剪膜片是待求平面,而膜曲面上的膜片是空间的,充气膜并且在裁剪线确定后是已知的,所以确定平面裁剪膜片的关键是如何将已知的空间膜片展开成平面裁剪膜片。实际生成的曲面和形态分析所得的曲面之间的误差,取决于空间膜片展开成平面的精度。由于膜曲面上的空间裁剪片具有预张力,所以确定平面裁剪片时还必须考虑预张力释放后的几何尺寸改变。2) 膜材的裁剪线可采用测地线法、平面相交法或其他有效的方法确定。测地线法是指在膜结构初始预应力平衡曲面上寻找测地线作为裁剪线。测地线指曲面上两点之间距离最短的线。对于可展曲面,展开平面上的测地线为直线;对于不可展曲面,展开平面上的测地线接近直线。平面相交法是指在膜结构初始预应力平衡曲面上,用一组平面按一定规律与曲面相交,并将各交线作为裁剪线。测地线线法得到的膜片宽度较为接近,节省膜材,单在曲面上形成的热合线美观性和视觉性效果较差。平面相交法可根据需要得到具有美观性和一定视觉效果的裁剪线。裁剪分析时应综合考虑经济性和美观性两个因素后确定裁剪。3) 由于膜材在裁剪线处断开,故此处易产生应力集中。如果裁剪线处剪应力较大会影响膜材的受力性能,所以应尽量做到裁剪线与膜材纤维正交,使主应力方向与纤维方向一致,避免裁剪线受剪。4) 膜结构曲面的形成与初始预张力作用有关,裁剪时必须考虑膜材应力释放后的弹力回缩。通常根据初始预张力大小和所用膜材的性能,通过修正裁剪膜片几何尺寸(沿径向和纬向回缩)来消除膜内预张力的影响。膜结构结构计算中的一般规定1) 膜结构的初始形态确定、荷载效应分析、裁剪设。bric等。2.3 动力松弛法动力松弛法( Dynamic Relaxation Method )是一种专门求解非线性系统平衡状态的数值方法,他可以从任意假定的不平衡状态开始迭代得到平衡状态,最早将这种方法用于索网结构的是 Day 和 Bunce,而 Barnes 则成功地应用于膜结构的找形。力密度法只是从空间上将膜离散化,而动力松弛法从空间和时间两方面将膜结构体系离散化。空间上的离散化是将结构体系离散为单元和结点,并假定其质量集中于结点上。时间上的离散化,是针对结点的振动过程而言的。初始状态的结点在激振力作用下开始振动,这时跟踪体系的动能;当体系的动能达到极值时,将结点速度设置为零,跟踪过程重新开始,直到不平衡力为极小,达到新的平衡为止。动力松弛法最大特点是迭代过程中不需要形成刚度矩阵,节约了刚度矩阵的形成和分解时间,并可在计算过程中修改结构的拓扑和边界条件,该方法用于求解给定边界条件下的平衡曲面。其缺点是迭代步骤往往很多。用动力松弛法找形的软件有英国InTENS、新加坡WinFabric、英国Suface等。2.4 有限单元法有限单元法(Finite Element Method)最初是用来计算索网结构的非线性迭代方法,但现在已成为较普遍的索膜结构找形方法。其基本算法有两种,即从初始几何开始迭代和从平面状态开始迭代。显然,从初始几何开始迭代找形要比从平面状态开始来。。


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