张拉整体三棱柱构型和结构稳定性分析

为深入研究三杆张拉整体基本单元结构的构建方法和稳定性判定问题.提出以结构外形几何参数为基础,应用节点广义坐标矢量矩阵、构件矢量矩阵和连接矩阵建立数学模型,并用MATLAB编程实现单元结构的自动构型.引入构件力密度标量,建立系统力平衡矢量矩阵方程,分析结构的稳定性,把非线性系统平衡问题转化为线性系统平衡问题.通过分析平衡矩阵,对结构系统进行分类,筛选出能够构建起稳定结构的几何参数的变化范围.本研究方法具有通用性,适用于其它张拉整体结构形式的构型和稳定性分析.

三杆张拉整体折展过程动力学分析

本文针对三杆张拉整体结构的折展问题,提出一种索驱动的方法。利用矩阵法分析,使用节点广义坐标和连接矩阵描述结构中各构件的位置和空间分布,建立结构数学模型;通过索构件长度协调变化,杆构件长度不变来分析结构的折展过程。在考虑构件弹性的情况下,对水平索为主动构件实现结构向轴线方向折叠的运动过程进行了动力学分析。通过仿真分析验证了此折叠方案的可行性。并对折展过程中构件的长度和内力的变化进行了分析,分析结果表明:张拉整体结构通过构件长度协调变化可实现折展功能,此方法可使用于三杆张拉整体单元以及以三杆张拉整体单元为基础的复杂张拉整体结构。

附加索对三杆张拉整体结构的影响分析

张拉整体结构是由不连续的受压杆构件和连续的受拉绳索组成的特殊索杆结构,它具有质量轻、刚度高、材料利用率高的特性。研究对三杆张拉整体结构,通过添加附加索来拓展其稳定构型范围。首先,通过结构的力平衡分析,获得添加附加索前后结构保持稳定构型的扭转角度取值范围。然后根据节点坐标与连接矩阵求取构件向量并建立结构的平衡矩阵。最后通过MATLAB仿真编程分析验证了添加附加索后三杆张拉整体结构的稳定构型,范围从基本构型的两个单值角扩展到以这两个角为边界的闭区间域。