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单层空间网格结构节点是结构中受力最集中的部位,应具有合理的结构形式和良好的力学性能。目前,国内现有的刚性节点,其种类单一,自重较大,且易出现应力集中,节点品质参差不齐。针对这些问题提出了一种衍生式生成方法,介绍衍生式生成方法的基本原理,给出了其数学模型;基于衍生式生成方法得到了在不同保留质量、施加环向对称约束以及改变保留几何图元种类后的单层空间网格结构刚性节点构型的设计结果;并将所得到的刚性节点构型与传统焊接空心球节点进行静力性能对比分析。结果表明：衍生式生成方法具有较强的探索能力,其所得到的刚性节点造型新颖独特、体态轻盈美观,相比传统焊接空心球节点,质量最大可减少57.1%,最大等效应力最高可下降29.13%,最大位移最多可减少36.36%,可实现单层空间网格结构刚性节点轻质高强、安全美观的多样化设计。 相似文献
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以北京大兴国际机场铝合金板式节点为研究对象,通过试验和有限元分析,对压弯状态下板式节点的力学性能进行研究,得到以下3点结论。①节点约束肢I型杆件的腹板和上翼缘交界处发生撕裂破坏。这是由于该交界处为高应力区,发生局部屈服形成塑性铰,在竖向力作用下腹板发生弯曲进而导致出现撕裂破坏。②节点轴向和竖向荷载位移曲线均包含3个阶段,在弹性阶段节点具有较大的刚度,屈服阶段具有良好的变形和耗能性能。弯矩转角曲线包含2个阶段,弹性阶段节点具有较大的转动刚度。③螺栓直径R对节点极限承载力影响最大,连接板厚度T对节点转动刚度有最大的影响。基于主要参数对节点力学性能的影响,以提高材料利用率为目标对节点的结构参数进行优化。 相似文献
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借鉴中国传统攒尖建筑外形特点,应用APDL参数化设计语言研制了三种不同脊线类型古亭阁参数化设计宏程序,实现了给定结构跨度S、矢高H、棱角数Kn、径向节点圈数Nx和翘曲率b等参数下,三类不同建筑风格古亭阁网壳参数化设计,分析了三类古亭阁在不同结构参数、不同梁端约束时的静力性能。36种设计方案数值模拟结果表明:该种新型建筑结构的位移和应力随宏观几何参数Kn、Nx和约束施加位置及翘曲率b的增加而减小,而约束施加方式的不同对其位移和应力影响并不明显;本研究可为传统建筑风格与现代网壳结构设计相融合提供理论依据。 相似文献
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自由曲面单层空间网格结构以总应变能为优化目标时,优化后的结构以轴向应变能为主而弯曲应变能极小,结构承载能力较高;但在考虑初始几何缺陷影响后,其承载力会大幅下降,结构对初始几何缺陷异常敏感,经过形态优化后的结构实际承载力并不高。为此,提出以结构弯曲应变能比例作为约束条件的单层网格结构形态优化方法。该方法通过控制优化终止时结构内部弯曲应变能比例,调节结构弯曲应变能和总应变能比例关系,降低优化后结构对初始几何缺陷的敏感性,可得到考虑初始几何缺陷后仍具有较高承载力的结构形态。自由曲面单层空间网格结构数值算例表明,优化后结构在考虑初始几何缺陷后,其承载力相比传统优化方法有较大提高,证明了所提方法的可行性。 相似文献
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