索膜結構動力松弛法的研究與改進.pdf

1、索膜結構是一種新穎的空間張力結構，由于其造型美觀、結構效率高、空間跨度大，近年來得到了迅速的發(fā)展和日益廣泛的應用。如何有效、準確地對索膜結構進行找形分析和受荷分析是目前索膜結構設計分析的核心。在目前已有的分析方法中，動力松弛法由于其將曲面離散為點，將靜力問題轉化為動力平衡問題，很好的解決了非線性分析問題，而且算法簡單，精度可靠，是目前分析索膜結構較為有效、易行的方法。因此，本文就動力松弛法理論進行了研究。 論文首先概述了索膜結構

2、的特點以及現(xiàn)有的分析方法和研究現(xiàn)狀，并介紹了傳統(tǒng)動力松弛法的基本理論，以及單元劃分方法。然后，應用動力松弛法對索網(wǎng)、膜、索膜結構進行找形分析，并對算法的兩個參數(shù)t ? 、/ S M 進行研究，得出參數(shù)取值的含義與收斂范圍，而且得到另外一個影響迭代性能的參數(shù)——平衡初始速度。經(jīng)過理論分析及推導，本文提出了簡化參數(shù)方法，將原來雙參數(shù)簡化為單參數(shù)，使計算簡化。算法用ANSYS 二次開發(fā)實現(xiàn)，充分利用其曲面模擬能力，減小動力松弛法迭代計算次數(shù)，

3、提高計算效率，而且其圖形介面友好，能實時顯示迭代過程節(jié)點的空間位置，便于觀察與程序調試。對多個算例計算、分析比較得出：改進的簡化方法計算精度可靠，迭代穩(wěn)定；膜結構初始平衡狀態(tài)與初始預拉應力無關；索膜結構初始平衡狀態(tài)與索、膜預拉應力比值密切相關等結論。最后在找形分析基礎上，應用動力松弛法對膜結構進行受荷分析，經(jīng)算例分析得出：初始預拉應力、矢跨比、邊界約束等對膜結構在荷載作用下變形有著重要影響。 參數(shù)簡化的動力松弛法是對傳統(tǒng)動力松弛