基于非线性有限元法的索膜结构形态分析

形态分析是索膜结构设计中最关键的一步。文章基于修正的拉格朗日格式建立了索膜结构非线性有限元方程,并利用一个工程实例对索膜结构进行了找形分析。     

基于索滑移模型的空间索膜结构设计分析

针对空间索膜结构实际应用中会存在索相对薄膜滑移的问题，提出了一种考虑索滑移的索膜组合结构分析模型。利用能量变分原理推导了局部坐标系下空间索单元和膜单元非线性有限元方程，将索和膜单元方程公共项合并得到整体坐标系下索膜组合结构非线性有限元方程。然后将薄膜对索单元节点的拉力分解到垂直于节点相邻两索单元的方向上。根据相邻两索单元张力与摩擦力之间的不等式关系建立了索滑移模型，给出了考虑索滑移的索膜结构非线性有限元方程迭代求解方法。最后将索滑移模型应用到空间索膜结构设计分析中，分析结果表明，索膜间摩擦力的存在会导致索张力不均匀，但在一定程度上可以提高薄膜抵抗外载荷的能力，索膜结构在载荷分析过程中需要考虑摩擦滑移对索膜结构的影响。     

非线性有限元在索膜结构中的应用

文对索膜结构中的找形、裁剪、荷载进行了讨论,对找形中的最小曲面和考虑重力后的索膜结构的形状确定问题采用非线性有限元格式求得近似曲面。并针对索膜结构裁剪分析的测地线提出了非线性有限元法。     

考虑整体分析的索膜结构的找形

利用非线性有限元基本原理建立了钢-索-膜结构的有限元模型,推导出了考虑钢-索-膜整体分析的索膜结构的找形方法,并利用有限元软件ansys找形,对比说明了整体分析找形的必要性,并验证这种方法找形的可行性.     

索膜结构初始形状确定的综合设计法

本文针对膜结构找形中的最小曲面和考虑重力后的索膜结构的形状确定问题提出了一种新的综合设计法。对膜结构的最小曲面的确定问题,本文首先采用非线性有限元格式求得初始近似曲面,然后在此曲面上采用动力松弛格式得到最小曲面。此种方法比非线性有限元格式的精度有所提高,收敛速度也比动力松弛格式快得多。对考虑重力作用的索膜结构的初始形状确定问题,本文先采用非线性有限元格式得到初始近似曲面,然后在此曲面上考虑索膜的重力,仍采用非线性有限元格式得到最终需要的平衡曲面。此种方法收敛速度比一开始考虑索膜重力快,并且收敛性更好,可以得到更为精确的初始形状。     

索加强张拉膜结构的荷载分析方法

本从几何非线性有限元分析原理出发，推导了适合于索加强张拉膜结构荷载分析的非线性有限元公式，提出了一种解决膜单元皱折问题的简单、有效方法，编制了计算饥程序，从而完成了索加强张拉膜结构的荷载分析问题．最后以日本冲绳第75届博览会入口膜结构作为计算实例，得到了令人满意的结果。     

三亚"美丽之冠"文化会展中心膜结构的设计

三亚“美丽之冠”化会展中心是2003年12月中国三亚第53届世界小姐决赛会场，该会展中心是封闭的骨架式索膜结构一该结构利用非线性有限元软件IMAGES对索膜结构进行了整体分析，确定了各处节点的构造本介绍了该索膜结构的设计概况。     

具有索加强的张拉膜结构的找形分析方法

本文从一般几何非线性分析原理出发,推导出适合于具有索加强的张拉膜结构分析的非线性有限元公式,提出了一种考虑膜、索自重影响的找形方法     

预应力索膜结构的温度效应研究

对预应力张拉索膜结构由于温度变化对结构初始平衡形状和静力效应的影响进行研究.考虑温度作用对索膜结构形态和受力特性的影响,在推导索膜结构在温度作用下找形分析和静力分析的非线性有限元方程的基础上,进一步研究温度对索膜结构初始平衡形状和静力特性的作用效应.通过算例分析,探讨不同温度变化作用下的索膜结构初始几何形态、内力和位移的作用效应,并提出工程建议.     

索膜结构非线性有限元找形荷载全过程分析

基于索模结构非线性有限元理论,膜单元采用考虑小应变大位移的平面三角形单元,索单元采用考虑大变形的二节点直线杆单元,引入支座提升方法和杨氏小模量理论,给出了一种索膜结构找形的方法。随后应用通用有限元软件ANSYS,对某高校看台膜结构进行了找形分析,并依照新的膜结构技术规程,进行了荷载分析。找形及荷载分析结果符合规程要求,证实了该方法的有效性和可行性。     

大跨索膜结构非线性分析与施工方法

鉴于目前对足尺的索膜结构开展试验和理论分析的较少,本文结合具体工程对30m跨的足尺索膜结构进行了仿真分析,基于三点假定建立了索膜结构的有限元模型,通过施加温度荷载的方式实现索膜找形,在找形基础上进行自平衡非线性求解,得到变形和应力的分布规律,最后给出节点和支撑构件的施工方法,本文的研究既能为完善空间结构提供理论支撑,同时又可为类似工程设计和施工提供借鉴。     

考虑流固耦合作用的索膜结构开洞与封闭条件下的风压风振模拟

在任意拉格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrangian-Eulerian,简称ALE)描述下,引入Menter SST湍流模式和非线性有限元方法,建立了耦合方程迭代求解策略,进而研究考虑流固耦合作用的索膜结构风振响应.数值模拟了结构膜帽开洞和封闭等工况下的伞形索膜结构风致动力响应,揭示和总结出某些规律.     

索膜结构力密度法找形的一种离散方法

运用力密度法对索膜结构找形的关键问题是结构的离散．本文将一种离散方法运用于索膜结构的力密度找形分析，取得了很好的效果．计算结果与理论值及用非线性有限元方法所得结果进行了比较，证明该方法在保持力密度法收敛速度快的同时，精度也足够高．     

适时考虑索找力的索膜结构找形方法

实际索膜工程的找形分析,不仅要得到稳定的结构形态,还要得到合适的索的预张力分布。基于非线性有限元找形理论,提出适时考虑索找力的索膜结构找形方法。首先根据是否考虑及何时考虑索找力,分3种情况对一个小品膜结构进行找形分析,发现只有适时考虑索找力的找形方法可以得到形态稳定、索张力分布合理的结构形态。然后采用新方法对大型索膜结构"佛山世纪莲花"体育场屋盖结构进行分析,发现新方法可以快速有效地对大型索膜工程进行找形和找力分析。     

索膜结构自振特性的温度作用影响研究

研究了不同温度作用下预应力索膜结构的自振特性问题.在建立索膜结构自振特性分析的有限元方法的基础上,对索膜结构自振特性的温度作用影响进行了研究,通过算例分析给出了结构的自振频率、模态,得到了不同温度作用下索膜结构的自振特性规律.算例分析表明温度作用对索膜结构自特性影响不可忽略,研究成果为索膜结构后续的动力分析奠定了坚实的基础.     

基于非线性力密度法的索膜结构形态分析

基于非线性力密度法原理建立了索膜结构分析方程,运用此法对一个工程实例进行了找形分析,在找形分析的基础上对索膜结构进行进一步的荷载分析及剪裁分析,从而为索膜结构形态分析方法研究奠定基础。     

索膜结构自振特性研究

对索膜结构自振特性分析的有限元方法进行了研究,介绍了Block Lanczos法进行索膜结构自振特性分析的流程,对影响索膜结构自振特性的几个主要结构参数作了对比分崭,并得出相应的结论,结合相关算例验证了结论的准确性。     

张拉索膜结构与锚固基础共同作用初步分析

利用可以考虑边界位移影响和锚固基础共同作用的索膜结构非线性有限元程序，针对简单的张拉索膜结构模型，对张拉索膜结构与其锚固基础的共同作用进行了一系列分析，讨论了膜结构本身在应力与位移等方面的影响，着重研究了张拉索膜结构对锚固基础抗拉刚度和位移限度方面的要求．利用分析结果，对张拉索膜结构中的锚固基础设计方法进行了评述，可供实际工程人员参考。     

索膜结构的理论基础和分析方法综述

简述了索膜结构的发展及应用现状，系统的阐述了张拉索膜结构的理论基础，从形态分析、荷载分析和裁剪分析三部分介绍了目前常用的有限元数值分析方法，展望了索膜结构的应用前景。     

索加强张拉膜结构的裁剪与拼接方法

从有限元平面应力方法出发,推导了适合索加强张拉膜结构的任意形状三维曲面展成二维平面的有限元公式,并编制了计算机程序,从而解决了膜结构的裁剪问题.