圓柱面Kelvin多面體空間剛架結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)成與受力性能研究.pdf

1、構(gòu)成多面體空間剛架結(jié)構(gòu)的基本單元是能夠密實(shí)填充三維空間的多面體?！八⒎健苯Y(jié)構(gòu)幾何形體的基本模型是基于Weaire-Phelan多面體組合建立起來(lái)的。除類(lèi)Weaire-Phelan多面體外,有一些多面體或多面體組合也能通過(guò)空間陣列組成很密實(shí)的堆積體來(lái)填充整個(gè)三維空間,如立方體、截頂正8面體、菱形12面體和大菱形截半立方體、截頂正8面體與立方體以1:1:3的比例形成的組合都能形成密實(shí)的堆積體。本文選用較簡(jiǎn)單的截頂正8面體(Kelvin多面

2、體)所構(gòu)成的多面體空間剛架進(jìn)行系統(tǒng)研究。首先,論文通過(guò)圖形解析研究了Kelvin多面體空間剛架的幾何構(gòu)成,Kelvin多面體空間剛架結(jié)構(gòu)的構(gòu)成需要經(jīng)過(guò)Kelvin多面體單元的組合、陣列、旋轉(zhuǎn)、切割等過(guò)程。其次,本文對(duì)平板型Kelvin多面體空間剛架的靜力性能作了簡(jiǎn)單的分析。靜力性能的分析模型選用簡(jiǎn)單的平板型剛架,在跨度一定的條件下,研究切割面位置、邊界約束條件和旋轉(zhuǎn)角度對(duì)結(jié)構(gòu)靜力性能的影響。第三,文章著重對(duì)圓柱面Kelvin多面體空間剛

3、架的靜力性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。將平板型Kelvin多面體空間剛架彎曲起拱,形成圓柱面Kelvin多面體空間剛架,并著重對(duì)其靜力性能進(jìn)行了系統(tǒng)的有限元分析,詳細(xì)討論了切割面位置、邊界約束條件、旋轉(zhuǎn)角度和荷載分布情況對(duì)結(jié)構(gòu)靜力性能的影響。第四,本文介紹了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)非線性全過(guò)程分析的理論和方法。文章通過(guò)特征值屈曲分析和非線性穩(wěn)定分析對(duì)圓柱面Kelvin多面體空間剛架結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)形態(tài)和穩(wěn)定性能進(jìn)行了研究,獲得了結(jié)構(gòu)的屈曲模態(tài)、基于幾何非線性的荷載一