基于有限元的变截面壳体结构力学性能研究

壳体结构具有轻薄、高强和跨越能力强等特点,但截面不均匀会影响其应力分布和力学性能。文中基于有限元软件,分析结构模态、应力和应变分布、明确结构薄弱位置并提出加强措施。结果表明,变截面壳体结构三个方向最大位移分别为0.0342、0.0338、0.0352 mm;最大等效应力106 MPa出现在结构外边缘;壳体结构最大剪力和弯矩分别为498.98 N和142.32 N·m,发生在顶部和边缘之间1/2位置;结构最不利位置为壳体顶部和靠近支座区域,可采用加厚加肋或者增加支座数量等处理措施。

基于有限元分析的晶格化打印建造与优化研究

近年来机械臂打印建造进步迅速,在建筑领域中也有长足发展。然而机械臂平台晶格化打印的系统依然面临着打印大尺寸建筑构件及建筑物整体打印成型的现实需求。文章首先采用Rhino Vault工具和Karamba3D有限元优化软件建构了壳体构件;然后通过壳体构件的变截面优化以及应用晶格化分段打印的方法,为大尺寸壳体形态构件提供了一套从设计到建造的完整流程;最后通过打印建造试验进行了验证。其目标是提高大尺寸壳体晶格化打印的结构可行性,以期为建筑师在数字设计与建造一体化方面的探索提供借鉴。