鉸接板機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析.pdf

1、本文以攀達(dá)穹頂體系的“機(jī)構(gòu)法”施工成形為研究背景，將體系抽象為由平面多邊形板單元相互鉸接形成的空間鉸接板機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)地研究了此類機(jī)構(gòu)的剛體運(yùn)動(dòng)路徑分析方法和受荷狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)形態(tài)解析理論。主要工作包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容:
　　(1)系統(tǒng)介紹了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的基本理論。根據(jù)平衡矩陣準(zhǔn)則，指出將機(jī)構(gòu)位移模態(tài)數(shù)大于零作為判別體系可動(dòng)的條件，并介紹了機(jī)構(gòu)剛體運(yùn)動(dòng)路徑的跟蹤方法。對(duì)于機(jī)構(gòu)剛體運(yùn)動(dòng)分岔問題，指出可通過跟蹤最小奇異值趨于零來預(yù)測(cè)分岔點(diǎn)，

2、需引入二階協(xié)調(diào)條件判別分岔后的運(yùn)動(dòng)路徑方向。進(jìn)一步列出了受荷機(jī)構(gòu)體系運(yùn)動(dòng)形態(tài)的主要研究方法。
　　(2)利用三角形形狀穩(wěn)定性特點(diǎn)，將三條邊長(zhǎng)變化為零來表征三角形板單元的剛體位移。進(jìn)而基于桿單元的協(xié)調(diào)方程，建立了一個(gè)簡(jiǎn)便的頂點(diǎn)鉸接三角形板單元的機(jī)構(gòu)位移協(xié)調(diào)方程。將四邊形板單元?jiǎng)澐譃閮蓚€(gè)三角形板單元，通過引入單元四頂點(diǎn)共面條件，推導(dǎo)出平面四邊形板單元的協(xié)調(diào)矩陣。針對(duì)該簡(jiǎn)便協(xié)調(diào)方程，參考桿系機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析方法進(jìn)行求解，實(shí)現(xiàn)了鉸接板機(jī)構(gòu)的

3、可動(dòng)性判別、剛體運(yùn)動(dòng)路徑跟蹤和剛體運(yùn)動(dòng)分岔問題處理等。
　　(3)系統(tǒng)推導(dǎo)了受荷三角形鉸接板機(jī)構(gòu)的有限元運(yùn)動(dòng)方程，并通過引入弧長(zhǎng)法實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)路徑的跟蹤。進(jìn)一步闡述了以切線剛度矩陣的最小特征值為指標(biāo)的形態(tài)穩(wěn)定性分析方法，給出了奇異點(diǎn)是否為分岔點(diǎn)的判別準(zhǔn)則及其精確定位方法。通過在奇異點(diǎn)附近引入與切線剛度矩陣的零空間基底相關(guān)的干擾力向量，使得體系運(yùn)動(dòng)從主路徑轉(zhuǎn)移到分岔路徑上，從而實(shí)現(xiàn)分岔路徑的跟蹤。最后通過對(duì)一個(gè)受荷三角形鉸接板機(jī)構(gòu)算例