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充氣膜的發展概況分析
- 2020-04-22-

  早期的充氣膜結構理論研究是以連續化理論為基礎的解析分析方法,在一段時間內對索膜結構的發展起了重要作用,但是解析方法具有其局限性,由于做了不同程度的簡化和近似,往往只適用于某些特定的結構形式,不具有普遍性。隨著科學技術不斷的發展,現代計算機理論的不斷完普,人們開始使用有限元理論將其應用到充氣式膜結構分析過程中,對系統進行模擬的數值計算方法逐漸的成為膜結構分析的主要工具。

  基于有限元理論, 有學者于上世紀中期提出了一種在給定條件下解決平面內有限彈性變形問題的方法;與此同時,還有人提出了采用常應變三角元方法求解膜結構的有限彈性變形等的問題。

  一直以來,學者們主要采用靜力分析方法對充氣膜結構進行研究,針對結構在不同荷載(包括雪荷載、風荷載、溫度荷載、自重及懸掛荷載等)作用下,建各荷載相對應的靜力分析模型,同時考慮氣膜結構中的索膜單元大位移應變的幾何非線性特點,采用增量法或者迭代法對問題進行求解。計算過程中為了防止非線性迭代過程中產生漂移,采用稠密網格劃分的低精度單元比采用稀疏網格劃分的精度單元具有越好的計算精度,同時還需要加入膜皺褶單元和索松弛單元的判斷和處理。

  充氣式膜結構的動力分析研究方面目前還不夠成熟,由于結構在風載作用下反應強烈、風的作用相當敏銳,風振動力響應分析則成為充氣式膜結構動力分析研究方面的熱點問題。風振動力響應分析是一個非線性隨機振動問題,在理論上至今還有許多問題尚未得到良好的解決,它的研究難度高,計算周期長,計算費用大。

  膜結構自重輕、剛度小、自振頻率低,對地震荷載具有良好的適用性,從而使得充氣膜結構目前在地震方面的研究沒那么顯明。

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