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充氣膜中合理設計內壓的分析說明
- 2020-12-18-

  據悉,充氣膜結構的較大工作氣壓可以達到 500Pa~800Pa,膜結構規范比較健全的日本規定了氣膜結構正常工作時內壓應大于 200Pa?,F取 200Pa、300Pa、 40OPa 三種內壓進行拉索與膜面之間的接觸分析計算,這三種內壓均符合膜結構對正常工作內壓的要求,也是在合理內壓的范圍之內;同時施加 X向索和Z向索,摩擦系數取 0.4,膜厚取 lmm。在以上三種內壓下接觸分析的計算結果見下表及圖 1、2。


  由表 1 可得,各計算工況的膜面較小應力均大于零,膜面不會出現褶皺,且膜面應力隨著內壓的增加而增加,這符合充氣膜結構“形”與“態”的一一對應關系。

  由圖 1、2中a)索滑移量所示, Z向拉索和 X向拉索的滑移量隨內壓的增加而增加,Z 向拉索中間部分的滑移量增加較大,X 向拉索滑移量增加較小。由圖 1、2中b)接觸摩擦應力所示,Z向拉索接觸摩擦應力隨內壓增加的變化趨勢為兩端增加較小,中間部分增加較大;相比較而言X向拉索則剛好相反,兩端部分增加較大,中間部分增加較小。

  由圖 1、2 中c)接觸法向應力、d)索軸向應力所示,Z向拉索和X 向拉索的接觸法向應力與軸向應力隨內壓的變化比較均勻增加,呈現出良好的一致性。另外,拉索的應力均大于零,也保障了拉索不會出現松弛而退出工作。

  上述這些都從側面說明了,內壓對氣承式充氣膜結構初始形態的不同方面的影響是比較顯明的,尋求合理的內壓對氣膜結構的設計是相當重要的。

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