索膜結(jié)構(gòu)動力松弛法的研究與改進.pdf

1、索膜結(jié)構(gòu)是一種新穎的空間張力結(jié)構(gòu)，由于其造型美觀、結(jié)構(gòu)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(yīng)用。如何有效、準(zhǔn)確地對索膜結(jié)構(gòu)進行找形分析和受荷分析是目前索膜結(jié)構(gòu)設(shè)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)

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(yīng)用動力松弛法對索網(wǎng)、膜、索膜結(jié)構(gòu)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(dǎo)，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(diào)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(jié)構(gòu)初始平衡狀態(tài)與初始預(yù)拉應(yīng)力無關(guān)；索膜結(jié)構(gòu)初始平衡狀態(tài)與索、膜預(yù)拉應(yīng)力比值密切相關(guān)等結(jié)論。最后在找形分析基礎(chǔ)上，應(yīng)用動力松弛法對膜結(jié)構(gòu)進行受荷分析，經(jīng)算例分析得出：初始預(yù)拉應(yīng)力、矢跨比、邊界約束等對膜結(jié)構(gòu)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