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充气膜的形状和应力分布问题
- 2020-02-26-

  由于使用功能的需求,充气膜结构常对于给定解析或数值描述的准确出面,结构不但要达到预定的外形需求,重要的是,外形须同时与内部的充气压力相匹配,因此该膜结构往往需要达到多种约束目标,采用传统的找形方法较难达到设计的目标形态。传统的找形分析都是获得给定初始几何、拓扑关系和初始预张力的平衡形态,但不考虑本结构方程,在找形分析完成以后需要将真实材料属性赋予每个结构单元,而将真实材料属性赋予结构单元时,目前通用软什(如 ANSYS, ABAQUS)都需要重新进行结构平衡计算,平衡计算以后,充气膜结构的形状和应力分布都将发生变化,使得预应力态和找形平衡态形态不一样,通用软件也都回避了这一重要现象。对于一般小型项日这一差异可以被忽略,对于大型工程项目或者精度要求较高的项目就需要解决这一问题。

  下文将采用线性调整理论的力密度法,对预定形状的结构先行找力,再采用逆向解析方法褪掉结构上的力,得出结构的零应力态,然后在零应力基础上对结构导过应力,得到充气膜结构的各应力态,并通过一充气气枕试验模型来验证这一分析理论,敬请期待。

充气膜