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膜结构景观中对膜材褶皱区的研究成果
编辑:山东双天金属制品有限公司   时间:2019-10-29

  书接上文,类似地,也通过大量张拉实验总结出,膜结构景观的膜材边界褶皱区域裁剪曲线的经验公式,但上述研究主观性较强,缺少理论证明,较难应用到实际工程中。

  采用椭圆曲线建立膜材初始边界,通过对应力集中区的线条进行修正来减少膜材变形,针对圆弧形边界膜材分析了在预定压力条件下,膜材的固有频率与边界几何参数之间的关系,认为当边界形状致使膜材面积减少时,膜材的固有频率增加,目前对膜材边界形状的研究存在两点不足:

  1、内悬索与膜材在建模时按理想化处理,将边界处索元与膜元共享节点,简化误差较大;

  2、对膜材边界形状的研究均针对特定形状展开,如抛物线、圆弧、椭圆等,具有较大的局限性,且当特定形状膜材受张拉后,边界发生变形,与预设形状不相符,将对结构分析带来一些误差。

  针对以上问题,专项人员考虑了膜结构景观的膜材在受张拉时产生滑动的情况,建立了一种非线性有限元模型,并在此基础上,将索膜边界视为B样条曲线,以曲线控制点位移为设计变量,通过优化索膜结构实际应力与工程参考应力间的偏差,实现了对膜材在任意初始边界下的形状优化,科学、合理的确认了边界形状.

  平面膜材天线索膜结构边界建模平面膜材天线结构,膜材通过牵连索及内悬索张拉于周边刚架上;内悬索与膜材的连接平面膜材天线结构示意图式以及边界形状等因素会直接影响悬索与膜材间的应力传递,进而影响膜面精度.

  在实际中,为实现悬索对膜面的均匀张拉,内悬索会置于乳胶管中,当内悬索受张力作用时将与膜材产生相对滑动,传统的有限元建模将边界处索元与膜元共享节点,忽略了索膜间的滑动作用,这将对结构分析等带来一些误差。

  悬索与膜结构景观的膜材间相对滑动是应力平衡的过程,在滑动作用下,索膜应力集中程度减低,膜面应力分布将越加均匀。

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