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索膜结构车棚中动力松弛法的应用

作者:临朐艺景膜结构工程有限公司  时间:2020-05-20 10:48:28 点击数:

索膜结构车棚是典型的强非线性结构,由于索膜结构抗弯刚度较小,只能经过调整自身的曲率承受横向的荷载,因此结构在外荷载的作用下位移较大,求解结构受力之后的位移时,不能以受力之前的位置列平衡方程,而应以变形之后的位置列平衡方程,但变形之后的位置是未知的,这就是典型几何非线性的问题,也就是计算分析的困难所在,所以,对于索膜结构是如何确认初始几何形状的问题,即称为找形分析。

动力松弛技术是基于矢量运算的一种方法,在索膜结构车棚设计中得到了较好的应用。由于动力松弛法是逐个求解各节点的平衡问题,所以每次发送时不需要形成总刚度矩阵,因此与有限元法相比,动力松弛法操作简单,不需要求解整个结构的大方程组,而且可以节省计算机对于索网结构等强非线性问题,存储量和计算时间越为有效。

动力松弛法的基本思想是假定结构的质量集中在各单元的相交节点上,并在各节点上加上虚惯性力和阻尼力,从而将各节点的静平衡方程转化为动平衡方程,进而得到微分方程从已知的初始状态集成,这个过程叫做动力松弛过程。

一个节点的动力松弛结束,即表明该节点在新的位置处于静态(平衡)状态,这定然会导致与其相连的相应节点的不平衡,因此有需要对其他节点进行动力松弛过程,直到其静止(平衡)。这样,它会一次又一次地启动,直到整个膜结构车棚结构的整体节点都处于静态(平衡)状态,即整个结构在外力作用下的终端平衡状态。

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