【摘 要】
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张拉整体结构是一种由连续拉索与离散压杆组合而成的空间索杆张力结构。该结构具有造型独特,质量轻盈、可展等特点,吸引了大量学者的关注并对其力学行为开展了深入研究,于是在众多工程领域中得到了广泛的应用。本文在前人研究基础上,运用力密度法寻找几何稳定的新型张拉整体结构,使得该结构具有形式灵活的特点且可以保持初始几何稳定。利用MATLAB软件,基于平衡矩阵理论和矩阵奇异值分解理论,求解结构初始状态时的力密度
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张拉整体结构是一种由连续拉索与离散压杆组合而成的空间索杆张力结构。该结构具有造型独特,质量轻盈、可展等特点,吸引了大量学者的关注并对其力学行为开展了深入研究,于是在众多工程领域中得到了广泛的应用。本文在前人研究基础上,运用力密度法寻找几何稳定的新型张拉整体结构,使得该结构具有形式灵活的特点且可以保持初始几何稳定。利用MATLAB软件,基于平衡矩阵理论和矩阵奇异值分解理论,求解结构初始状态时的力密度。本文在理论部分详细介绍了力密度法、矩阵分析理论及几何稳定判定标准,建立了力密度矩阵谱分解与平衡矩阵特征值分解的循环迭代关系,有效求解了单自应力模态或多自应力模态张拉整体结构的初始力密度。同时提出了四种不同类型的新型张拉整体结构,并对其进行了基于MATLAB软件的计算分析。研究结果表明,本文所提出的四种张拉整体结构均满足结构几何稳定要求,验证了本文算法的可行性和准确性。本文总结了张拉整体结构找形理论基础,完善了该类结构体系形态发展的框架体系。提出的算法可切实有效的解决新型张拉整体结构的初始形态确定问题。此外,提出的四种新型张拉整体结构模型丰富了现有的结构形态,为后续设计和寻找更为复杂的、非对称的张拉整体结构提供了一定的理论基础。
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