气承式薄膜结构的找形分析

根据离散后膜曲面的节点平衡条件，推导了气承式薄膜结构初始平衡形状确定的基本方程．在此基础上，提出了气承式薄膜结构等应力密度及等应力两类初始平衡曲面的求解方法．依据文中方法编制了计算程序，给出了两个找形算例．算例验证了理论推导和程序的正确性，同时表明，对于气承式薄膜结构的找形分析，文中提出的求解方法简单、高效。     

气承式薄膜结构的找形分析

根据离散后膜曲面的节点平衡条件,推导了气承式薄膜结构初始平衡形状确定的基本方程.在此基础上,提出了气承式薄膜结构等应力密度及等应力两类初始平衡曲面的求解方法.依据文中方法编制了计算程序,给出了两个找形算例.算例验证了理论推导和程序的正确性,同时表明,对于气承式薄膜结构的找形分析,文中提出的求解方法简单、高效.     

敞篷式体育场膜结构找形分析

采用基于非线性有限元理论的形态结合法对敞篷式膜结构进行了找形分析。首先介绍了相关理论和相应有限元计算公式,通过提升支座,得到膜面的初始曲面,即“形”;然后在此形状基础上,通过温度作用对膜施加真实的预应力,迭代计算得到了真实的膜面预应力分布,即“态”,实现了“形”与“态”的结合,得到了最终膜结构的形状;最后对郑州大学新校区综合体育场膜结构工程进行了找形分析。结果表明,该方法能够快捷、精确地得到敞篷式膜结构的曲面形状,对更加合理地设计膜结构具有重要意义。     

体内张拉成形空间网格结构径向迭代找形算法

针对体内张拉成形空间网格结构工程应用需要,在几何位移迭代法的基础上提出了一种仅对跨度方向,即径向坐标迭代计算的简易结构找形方法～径向迭代找形算法,并通过一个80m跨的体内张拉成形空间网格结构实例,对其找形过程特点做了细致的对比分析,结果表明该法找形速度快、迭代计算简单,经过6次迭代,坐标误差的最大绝对值仅为△R=7. 03E--04m, △θ=6. 7E--10°, △Z=0．104m,通常情况下完全可以满足实际施工要求,而且可以确保结构成形分析和受荷分析的连续性和完整性,非常适合于体内张拉成形空间网格结构形态研究。     

车辐式结构找形分析的逐点去约束法

车辐式结构是一种双层索系的柔性结构,需要通过找形分析确定结构的初始预应力态.与索膜、索网结构等柔性结构不同,车辐式结构的找形分析不是用给定的预应力值寻找结构位形,而是从给定的位形出发求解可能存在的预应力分布情况.目前已有的找形方法有平衡矩阵理论、力密度法、动力松弛法、非线性有限元法等.除了非线性有限元法外,其他方法都难以直接通过通用有限元软件进行找形分析.本文在平衡矩阵理论的基础上,将车辐式结构整体找形问题转化为针对每个节点处3个索杆单元的计算.通过使每个节点在预应力作用下达到设计位形,求出结构初始应力态的预应力分布.这种方法不但能够直接用于有限元软件的计算,还能够判定结构的初始应力态是否存在.     

单向张弦梁结构下部撑杆计算长度的近似分析

近年来张弦梁结构在大跨度结构工程中得到了日益广泛的应用，针对其撑杆稳定性计算中的计算长度问题，考虑到张弦梁结构下部受拉弦索对撑杆的非线性支承作用，提出了在实际工程中确定撑杆计算长度的一种近似方法。通过对其平面外刚度及受力进行分析，并结合具体算例，得出对于两端铰接的撑杆，其计算长度系数可偏于安全地近似取为1.0。     

预应力张弦梁结构工程的项目界面管理

依托某预应力张弦梁结构工程的项目管理与实践,进行界面分类,分析界面管理的具体内容,提出界面管理的有效办法。     

索膜结构平衡法找形分析

目前,索膜结构的找形分析以非线性有限元法等数值分析法为主.这些方法依据本构关系建立节点位移与节点不平衡力间的刚度方程,进而迭代求解.计算时若初始形状与找形形状差异较大,则会使迭代计算发散.笔者从平衡条件出发,将索膜结构的找形过程视为大位移小应变的形状几何问题,从而引入平衡方法进行了找形分析.通过算例计算分析,得出该方法在初步找形方面具有简单、快捷、不依赖经验等优点,但尚需与荷载分析、裁剪分析结合来进一步探讨该方法的优势和不足.     

用等效降温法模拟预应力来实现张弦梁结构找形

主要采用等效降温法来模拟预应力完成预应力张弦梁结构找形问题,并将此方法和力模拟法、初应变模拟法进行比较,发现等效降温法更加有效．从而采用等效降温法获得零状态几何放样,和相应的初始态预应力分布来完成张弦梁结构的施工．同时将考虑几何非线性计算和线性计算的结构位移进行比较,得出在张弦梁结构找形分析时考虑几何非线性的结果．     

半刚性结构找形分析的实用方法

在讨论拉索预应力模拟方法的基础上,利用刚度法理论来确定半刚性结构零状态的几何尺寸。在初始态几何给定时,初始态的预应力分布决定了零状态的放样几何。首先给出了用于求解拉索初始缺陷长度的影响矩阵法;但该方法初始缺陷长度对控制点位移的影响因子是线性叠加的,即结构反应呈线性,这与半刚性结构的几何非线性相悖。为了减小结构非线性反应带来的误差,对影响矩阵法的影响因子进行了修正,提出了影响矩阵修正法。最后利用ANSYS参数化设计语言APDL编制程序对一个半刚性结构实例进行了找形分析,数值算例表明了影响矩阵修正法减少了影响矩阵法中结构线性反应假定带来的误差,能够应用于刚度较小的半刚性结构的找形分析。     

气承式膜结构的初始形态分析研究

对气承式膜结构在构造及正常使用上的一些特殊性进行了说明.采用非线性有限元方法对气承式膜结构进行初始形态分析,编制了相应的程序.对该类结构形式典型算例进行了初始形态分析,并将计算结果与解析解和通用有限元分析软件 Ansys 计算结果进行了校核,验证了所编程序的正确性.     

气承式膜结构的初始形态分析研究

对气承式膜结构在构造及正常使用上的一些特殊性进行了说明．采用非线性有限元方法对气承式膜结构进行初始形态分析，编制了相应的程序．对该类结构形式典型算例进行了初始形态分析，并将计算结果与解析解和通用有限元分析软件Ansys计算结果进行了校核，验证了所编程序的正确性．     

充气式索膜结构的找形分析

充气膜结构本身需要通过压差作用才能形成完整的结构,从而具备一定的刚度来支撑自重和外载荷.为加强结构的承载能力,通常会增设强度更大的索结构进行调整. 对于充气式索膜结构,找形分析在形状设计和优化中具有十分重要的作用,而压差对结构的形态分布有显著的影响,是找形分析中的重要因素. 针对充气式索膜结构受压差作用的特点,基于非线性有限元找形方法,提出压差预置法的概念,并且与节点平衡法相结合来实现优化.在此基础上,针对飞艇索膜结构的具体设计要求,提出了多目标优化的找形分析方案,先结合使用压差预置法和节点平衡法,寻找出满足索和膜结构的应力比值的几何外形;然后,通过等比例缩放的方法调整大小,最终得出满足设计体积大小的几何形状. 结果表明,采用该方法找形后的索的应力为找形前的2倍,更加充分的发挥了增强索的承载作用,同时,膜的最大应力有所降低,应力分布更加均匀,整体结构的承载能力得到了加强,对于解决实际工程问题具有重要的参考意义.     

松弛悬索体系几何非稳定平衡状态的找形分析

对于施工阶段松弛悬索体系的找形分析,体系的几何不稳定性将引起结构的刚度奇异,使仅适用于稳定结构分析的常规方法失效.针对此问题,基于"力密度法"的基本思想,提出-种给定单元原长的松弛悬索体系的找形方法.从单索特性分析入手,直接推导节点坐标和外荷载之间关系的基本方程,避免了刚度矩阵的建立.同时采用抛物线索单元,考虑了索的垂度效应.通过一个正交索网和一个悬挂索环的算例分析,验证了该找形方法的精确性和有效性.     

Test research and computer simulation analysis of construction state during form finding for suspen-dome system

A novel construction method without scaffold work called as assembly-prestressing form finding loop by loop is presented.Based on the theory of finite displacement,the cycle-forward analysis method is presented for its construction calculation,which adopts the finite element method of generalized geometric nonlinearity combined with the application in the real construction process.By means of the combination of the forward analysis according to real construction sequence and the cycle iteration according to the initial strain increment method of cable force adjustment,the influence of the structural geometric nonlinearity and the loss of prestress are taken into account due to prestressing of tendons in turn and so on.If the initial cable forces derived from the method were used for construction,expected cable forces and shape could be assured easily.Simulation analysis achieved real-time tracking and controlling of the construction status.Finally,according to the procedure and parameters in simulating,a model experimental research on the stage of form finding(namely prestressing)was carried out for suspen-dome structure.The feasibility on the assembly-prestressing form finding method loop by loop was testified.The cycle-forward analysis method was established and numerical simulation was performed,and the results show that it was useful for the design and the construction of similar suspen-dome structure.     

索和膜结构初始形状确定的直接迭代法

在索和膜结构几何非线性分析的基础上,推导了直接迭代法的基本方程,同时给出了索和膜结构采用直接迭代法进行初始形状确定的求解方法.依据提出的形状确定方法,编制了计算程序,给出了一个典型算例的找形计算结果.较之常规的非线性位移法,直接迭代法无需组装总体刚度矩阵,并且可由任意的初始非平衡态得到平衡态,可有效地应用于索和膜结构的初始形状确定.     

风电主轴制动器制动盘的应力分析

利用ANSYS软件建立了风电主轴制动器制动盘三维实体模型,分析了紧急制动工况下其机械应力场和热应力场。结果表明:制动盘机械应力场和热应力场均呈对称分布。其中,制动盘机械应力最大值出现在最外层螺栓孔处,为39.79 MPa;热应力场中,最大热应力值发生在制动时间7.89 s时,位于摩擦区域内侧与非摩擦区交界处,达到289 MPa;两者均小于材料的屈服极限345 MPa,且热应力最大值远大于机械应力最大值,由此可知热应力是引起制动盘失效的主要因素。更多还原     

索网结构两种找形方法的对比分析

力密度法和支座提升法是索网等张拉结构找形的两种基本方法.用FORTRAN编程实现力密度法找形;针对支座提升法对算例2等旋转索网面难以找形的缺点,提出采用ANSYS结合APDL参数优化设计方法实现支座提升法找形.最后,结合算例对比分析两种找形方法,为工程应用提供参考.     

FRP筋混凝土梁粘结滑移力学性能数值分析

为了研究FRP筋与混凝土之间的粘结性能以及FRP筋与FRP筋混凝土构件的力学性能,采用ABAQUS建立FRP筋混凝土梁有限元数值模型,模型中混凝土采用塑性损伤模型,FRP筋采用线性单元.FRP筋单元和混凝土单元采用非线性弹簧单元连接,通过选取粘结滑移本构、锚固长度计算公式和调整添加弹簧的数量以及位置来考虑粘结滑移对FRP筋混凝土梁受力性能的影响.数值模拟结果与文献试验结果具有较好的一致性,验证了该有限元模型的正确性,所得结果对FRP筋混凝土结构试验具有一定的指导作用.