索膜結(jié)構(gòu)動(dòng)力松弛法的研究與改進(jìn).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(duì)索膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行找形分析和受荷分析是目前索膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析的核心。在目前已有的分析方法中，動(dòng)力松弛法由于其將曲面離散為點(diǎn)，將靜力問題轉(zhuǎn)化為動(dòng)力平衡問題，很好的解決了非線性分析問題，而且算法簡(jiǎn)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(dòng)力松弛法理論進(jìn)行了研究。 論文首先概述了索膜結(jié)構(gòu)

2、的特點(diǎn)以及現(xiàn)有的分析方法和研究現(xiàn)狀，并介紹了傳統(tǒng)動(dòng)力松弛法的基本理論，以及單元?jiǎng)澐址椒āＨ缓?，?yīng)用動(dòng)力松弛法對(duì)索網(wǎng)、膜、索膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行找形分析，并對(duì)算法的兩個(gè)參數(shù)t ? 、/ S M 進(jìn)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(gè)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(jiǎn)化參數(shù)方法，將原來雙參數(shù)簡(jiǎn)化為單參數(shù)，使計(jì)算簡(jiǎn)化。算法用ANSYS 二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)，充分利用其曲面模擬能力，減小動(dòng)力松弛法迭代計(jì)算次數(shù)，

3、提高計(jì)算效率，而且其圖形介面友好，能實(shí)時(shí)顯示迭代過程節(jié)點(diǎn)的空間位置，便于觀察與程序調(diào)試。對(duì)多個(gè)算例計(jì)算、分析比較得出：改進(jìn)的簡(jiǎn)化方法計(jì)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(dòng)力松弛法對(duì)膜結(jié)構(gòu)進(jìn)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(duì)膜結(jié)構(gòu)在荷載作用下變形有著重要影響。 參數(shù)簡(jiǎn)化的動(dòng)力松弛法是對(duì)傳統(tǒng)動(dòng)力松弛