基于有限質點法的懸索結構索網(wǎng)體系找形及破壞研究.pdf

1、懸索結構高柔、強非線性、易成機構，傳統(tǒng)的有限元分析方法很難準確模擬其破壞全過程。本文基于有限質點法，用MATLAB自編程序對懸索結構索網(wǎng)體系從找形，到找零應力狀態(tài)，到載荷，到超載破壞的全過程進行了數(shù)值模擬和分析。具體來說，本文的主要貢獻與結論如下：
　　1.將有限質點法的理論應用于懸索結構找形分析中，并通過算例驗證了方法的有效性和可靠性。用有限質點法對懸索結構進行找形時，集合了動力松弛法和非線性有限單元法的優(yōu)勢——采用與動力松弛法

2、一致的質點運動方程和虛擬阻尼，采用與非線性有限單元法一致的“小彈性模量技術”。
　　2.將有限質點法的理論應用于懸索結構逆向分析中，為后續(xù)的載荷分析做準備。有限質點法求解索原長時無需迭代，只需將結構的初始形態(tài)和真實物理量代入有限質點法的一般求解流程中并將支座約束去掉即可。
　　3.將有限質點法的理論應用于懸索結構載荷分析中，并通過算例驗證了方法的有效性和可靠性。算例分析表明，在一定的荷載形式和載荷范圍內，懸索結構的“形”“態(tài)

3、”良好，性能穩(wěn)定，荷載-位移曲線呈線性，是比較理想的承重結構。
　　4.將有限質點法的理論應用于懸索結構索網(wǎng)體系的破壞分析中，并通過“能量守恒”驗證了結果的合理性。超載破壞模擬分析結果表明：懸索結構預應力鞍形索網(wǎng)體系有兩個薄弱部位：一是支座附近，二是索網(wǎng)中心附近，前者內力大易發(fā)生材料破壞，后者動力效應明顯易發(fā)生幾何破壞。斷索模擬分析結果表明：承重索的斷裂會讓結構局部成機構，不再適合繼續(xù)承載；承重索和穩(wěn)定索的斷裂都會使索網(wǎng)的部分構件