【摘 要】
：
基于250 μm厚的ECTFE(乙烯-三氟氯乙烯共聚物,ethylene-chloro-tri-fluoro-ethylene)薄膜单轴拉伸试验,国内首次设计制作了一个边长1.0m的正六边形ECTFE气枕,进行了不同内压平面充气成形试验,通过三维摄影测量测定膜面几何,得到了膜面在不同内压下的变形.采用各向同性模型对气枕的充气成形过程进行了数值模拟,得到了膜面应力、应变和变形.试验和数值模拟结果对比表明:随着内压的增加,ECTFE气枕矢高逐渐增大;膜面应力最大值点分布在膜面中心区域,并向边界扩散;应变最大值
【机 构】
：
上海交通大学空间结构研究中心,上海200240
论文部分内容阅读
基于250 μm厚的ECTFE(乙烯-三氟氯乙烯共聚物,ethylene-chloro-tri-fluoro-ethylene)薄膜单轴拉伸试验,国内首次设计制作了一个边长1.0m的正六边形ECTFE气枕,进行了不同内压平面充气成形试验,通过三维摄影测量测定膜面几何,得到了膜面在不同内压下的变形.采用各向同性模型对气枕的充气成形过程进行了数值模拟,得到了膜面应力、应变和变形.试验和数值模拟结果对比表明:随着内压的增加,ECTFE气枕矢高逐渐增大;膜面应力最大值点分布在膜面中心区域,并向边界扩散;应变最大值点位于边界中部,并向膜面中心扩散.本文研究对ECTFE薄膜气枕应用具有参考价值.
其他文献
传统节点形式下的竹管结构体系承载力弱、可靠性差,导致其只能应用于小型建筑.本文提出的新型竹管结构体系突破了常规杆系结构的拓扑关系,采用先以竹管首尾相接组装成竹管三角形,再将各相邻竹管三角形以平行连接的方式形成原竹多管束空间网壳结构,并可在每个竹管三角形的平面外再平行连接对应的竹管三角形形成叠层竹管三角形以增强结构的刚度.此外,新型结构体系简化了节点构造,方便了施工装配,并且可原位替换劣化竹管,从而具有延长结构使用寿命的作用.提出的通用化的双管卡连接件具有角部连接和平行连接的双重功能,并能消除竹管外径差异对
金属增材制造技术是以金属为原材料,以三维模型数据为基础,通过材料逐层叠加来制造实物的工艺,适用于制造复杂形态的金属结构或部件.空间结构日趋多样化,其节点形式也日益复杂,传统造型较规则的节点形式往往难以满足功能或美学方面的需求.在此背景下,金属增材制造为以往难以实现的空间结构复杂节点甚至整体结构提供了新的解决路径.本文首先简要介绍了金属增材制造的概念和技术分类,然后讨论了增材制造金属的力学性能及影响因素和金属增材制造空间结构节点的优化方法,并结合自身研究总结了金属增材制造在空间结构中的应用案例,最后对这个新
提出两种新型的装配式高强钢筋混凝土节点连接形式,通过对装配式高强钢筋混凝土框架中节点的拟静力试验研究,对比分析装配式高强钢筋混凝土框架梁柱中节点的开裂破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标.研究结果表明:装配式高强钢筋混凝土节点具有较好的抗震能力.装配式高强钢筋混凝土框架节点的极限荷载和耗能能力高于整体现浇混凝土节点,综合抗震性能优于整体现浇混凝土节点;钢纤维的加入可以有效减小核心区裂缝宽度,改善核心区破坏形态.
以某大跨度干煤棚预应力管桁架结构工程为例,通过有限元软件Midas/Gen对“分段吊装、分块提升、分级张拉”的施工过程进行全过程仿真分析,获取每个施工步中结构的变形、应力和索力,并与现场实际监测结果以及一次加载成型的结果进行比较分析.同时,采用大型通用有限元分析软件ANSYS对关键张拉节点进行有限元分析,保证张拉节点的安全合理.结果 表明,施工过程仿真分析结果与实际监测结果更加接近,结构最终成型后与设计目标存在一定差异,但均在可接受范围内,进一步论证了施工仿真计算的必要性,并为同类工程提供借鉴.
北京清河站紧靠地铁线和高速公路,施工环境差、难度大,为确保安全,采用分块施工的方式,其中A区主站房共分17个施工工况.根据有限元分析结果给出了各施工工况下结构体系的应力和位移值,对临时支撑卸载过程中屋面的变形监测结果进行了分析.对满载状态下,吊车臂杆平行和垂直于临时栈桥两种工况下路基箱的受力进行了探讨,为室内临时栈桥的安全承载提供理论支撑.最后分析了主站房高大A形柱不对称组合支撑的节点设计及受力体系,确保A形柱的顺利施工.
通过三维建模软件Rhinoceros及其可视化编程插件Grasshopper,参数化建模出一种海螺形自由曲面网壳结构.采用ANSYS软件对该结构进行几何非线性分析,研究不对称荷载和初始几何缺陷对结构整体稳定性的影响.采用本文的自由曲面建模方法可以方便、快捷、参数化地设计出建筑师想要的不规则曲面建筑.分析表明:该结构对不对称荷载并不敏感,具有较强的抵抗非对称荷载的能力,初始几何缺陷的存在对该结构有利,该结构的整体稳定性良好,满足规范要求.
针对力学对称的多自应力模态体系的线性找力分析问题,人工观察获取力学对称单元信息需要经验且容易出错,自动对称性检测方法是必要的.本文提出了一种基于节点云的自动几何对称性检测方法.首先,基于等距变换和对称的定义,给出对称体系在对称或反对称荷载作用下内力和位移等矢量场对称或反对称的证明.其次,给出求解正对称分布自应力模态的对称性条件的引入方法.最后,引入图形学中对称性检测的有关概念,提出一种几何对称性信息的自动检测算法,开发了相应的代码并进行算例验证.
为了研究非对称荷载作用下K6型单层球面网壳结构的动力失稳机理,采用数值模拟和试验方法,依据结构峰值加速度和节点最大位移曲线将失稳过程分为3个阶段:线性阶段、非线性阶段和失稳阶段,定义了两个关键点:临界点和失稳点.研究表明,K6型网壳结构峰值加速度-节点最大位移曲线能够很好地描述结构整体的动力失稳过程,提出用临界点作为判定结构动力失稳的依据更为保守,增大结构刚度能明显提高网壳结构的稳定性;网壳结构危险点的分布位置受荷载的作用形式、荷载的大小以及输入地震波的频谱特性等因素影响,结构在线性阶段危险点点位是相对确
现浇磷石膏-混凝土网格式框架组合墙是由混凝土网格式框架和现浇磷石膏共同组成.为了解现浇磷石膏对组合墙竖向承载力的影响,推导了在竖向荷载作用下组合墙中混凝土网格式框架的荷载分配系数,分析并确定了混凝土网格式框架与现浇磷石膏的协同工作的影响因素.通过有限元分析研究楼层梁截面高度、柱截面宽度、梁跨度等因素对荷载分配系数及两者协同工作的影响,检验理论公式的正确性.结果 表明:混凝土网格式框架荷载分配系数的理论计算结果与有限元分析结果误差小于7％,计算精度较好;现浇磷石膏的弹性模量对荷载分配系数的影响最大,柱截面宽
空间网格结构的杆件及节点遭受灾难地震时易因材料损伤累积而发生超低周疲劳破坏.通过6组12个螺栓球节点的圆钢管试件在轴向循环荷载作用下的拟静力试验,研究了计及节点影响的钢管单元在两种加载制度下的破坏形态、滞回曲线、耗能能力、截面类椭圆化的形成与发展等.试验表明:试件裂纹萌生于杆件中部凹陷区域,少次循环后因损伤累积发生超低周疲劳破坏;类椭圆化最严重的截面位于杆件中部,因类椭圆化发展有限,其耗能能力受限;随着节点抗弯刚度的增大,截面类椭圆化程度、累积损伤均增大,但导致开口断裂提前、总耗能减少.以试验数据为基础,