动力松弛法在索网结构形状确定中的应用

提出一种改进的动力松弛法 ,用于对索网结构进行形状确定。同经典的动力松弛法相比 ,它的计算效率更高 ,适用范围更广 ,可用来分析短程线型、均匀网格型和柔性边界型索网的形状确定问题。另外 ,改进的动力松弛法的有关参数 。

劲性支撑穹顶结构找形分析

针对索垂度在施工成形过程中不可忽略的问题,采用悬链线单元模拟索,依据胡克定律、小应变假设和变形协调方程等条件,推导了索原长的计算公式,给出了一种已知任意一个正值求解索原长度的二分法。在正交索网结构中,采用该二分法求得的索原长与已知条件给出的索原长进行对比,其误差均不超过0.16%,且不同初始值计算得到的索原长差别不大。针对劲性支撑穹顶结构的找形分析问题,给出了一种FEDR法,即有限元动力松弛法,以期提高动力松弛法的计算精度和可靠性。给出了找形分析的求解策略,并通过FORTRAN语言和ANSYS的APDL语言编制找形分析程序。对正交索网和跨度为71.2 m设两道环杆的肋环型劲性支撑穹顶结构进行找形分析,ANSYS有限元分析与FORTRAN语言找形程序求得的杆件内力进行对比,其误差均不超过0.42%。

基于动力松弛法的松弛索杆体系找形分析

索杆张力结构施工成形分析需要解决一个松弛态索杆系统的平衡形态求解问题,该问题可归结为一个给定构件原长的受荷索杆机构系统的找形问题。文中利用动力松弛法进行该类松弛索杆体系的找形分析。由于不建立刚度矩阵,避免了体系几何不稳定性所引起的刚度矩阵奇异问题。该方法采用悬链线索单元模型,可以考虑索大垂度效应。文中还推导了反映索原长和内力之间关系的悬链线索单元协调方程。通过一个正交松弛索网算例分析,考察了该找形方法的计算精度和收敛性。最后还模拟了一个索穹顶的施工成形过程,表明了该找形方法用于索杆张力结构施工成形分析的有效性。

动力松弛法在索穹顶结构形状确定中的应用

索穹顶结构的成形分析是该体系的基础问题,由于包含刚体位移使得跟踪难度相当大。基于改进动力松弛法对结构施工过程进行计算,采用拆除张拉索段,代以两个固定的集中力施加在该索两端节点的方法,克服了因其刚体位移而造成的分析困难。该方法操作简单且力学概念明确,算例和模型试验表明其能够应用于不同的索穹顶结构和索杆张拉结构的施工模拟。

大射电望远镜FAST整体变形索网反射面仿真研究

针对大射电望远镜FAST的整体变形索网反射面方案的可行性问题,研制开发了一套专门的有限元计算软件,并提出了一个索网反射面拟合旋转抛物面的反馈控制算法。利用有限元计算软件,在索网反射面力学模型上,对反馈控制算法进行仿真实验,以论证该方案的可行性。采用有限元方法对索网进行力学建模和计算,推导了一种适于大范围空间运动的四节点索单元,利用动力松弛法进行三维索结构找形计算。

动力松弛法与力密度法在索网结构找形中的比较分析

本文结合几个典型工程算例对改进动力松弛法和改进力密度法在计算时间、收敛精度、迭代策略等方面进行了较系统的比较分析.分析说明两种方法均适用于解决大型复杂索网结构的找形问题,并可达到很高的精度,但两种方法均有各自的优缺点.

索膜结构的动力松弛法分析

根据索膜结构几何非线性的特点,以动力松弛法为迭代方法,推导出在均布预张力作用下的找形公式以及静荷载作用下的受力计算公式.然后绘制出多种预张力、矢跨比时典型结构的位移-荷载曲线,通过比较发现,提高矢跨比可以明显减小结构的位移;而通过提高预张力的方法,其结构位移的量减少不大.

索膜结构的静力分析

应用动态松弛法对索膜结构进行初始形态分析和静荷载分析。引入刚度调整系数并提出新的参数取值方法。该刚度调整系数能灵活地保证各种不同刚度结构计算的稳定性。在找形分析中引入测地线单元,加速了找形收敛速度。典型算例说明动态松弛法是索膜结构静力分析的有效方法。

索膜结构找形方法研究进展

国内外大跨空间结构大多为采用索和膜的结构体系,而索膜结构作为一种新型柔性建筑结构,结构有了预应力的施加,才能形成具有一定刚度的初始形态,并能承受外部荷载,因此找形分析是这类柔性建筑结构的整个设计过程中的关键步骤之一。因此,本文对国内外索膜结构的找形方法总结整理,介绍各种方法的起源、应用以及发展创新情况,发现力密度法、动力松弛法和非线性有限元法是目前广泛用于索膜结构的找形方法。这三种方法都有优缺点,针对传统找形方法的缺点,不少学者进行了改进优化及创新。有的学者将几种方法进行结合,以弥补彼此的缺点;有的学者将在传统找形方法的基础上引入算法,得到更为精确地找形结果。