ETFE气枕力学性能试验研究及有限元分析

发布时间：2018-04-24 04:02

本文选题：ETFE气枕 + 足尺模型　；参考：《建筑结构学报》2015年03期

【摘要】：对1个乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)气枕足尺模型进行形态测试、加载测试及自振测试,研究了气枕的静力性能和动力特性。建立了ETFE气枕有限元模型,进行了形态、荷载及模态分析,验证了有限元分析方法的有效性。结果表明:气枕内压对外荷载较为敏感,荷载作用下内压变化幅度随初始内压增加而非线性减小;作用于气枕中部或单侧的荷载较对称荷载会引起更大的变形和内压变化;相同荷载作用下,气枕变形随初始内压增加而非线性减小;在试验内压范围内,测试气枕的基本自振频率位于6~10 Hz之间,前两阶自振频率间隔较大,2~5阶自振频率分布更为密集,气枕各阶频率均随初始内压升高而非线性增加;在低阶模态中,气枕上、下层膜面呈对称振动;ETFE气枕为低阻尼结构,各阶模态阻尼比随初始内压增加而减小;形态、荷载及模态分析的有限元结果均与试验结果吻合良好,验证了共同作用有限元模型在ETFE气枕静、动力分析中的准确性和适用性。
[Abstract]:The static and dynamic properties of a full-scale model of ethylene tetrafluoroethylene copolymer (ETFEE) air pillow were studied by means of morphology test, loading test and natural vibration test. The finite element model of ETFE air pillow is established, and the shape, load and modal analysis are carried out to verify the validity of the finite element analysis method. The results show that the internal pressure of the pillow is sensitive to external load, and the amplitude of the internal pressure decreases with the increase of the initial internal pressure, and the load acting on the middle or one side of the pillow will cause more deformation and internal pressure change than the symmetrical load. Under the same load, the deformation of the air pillow decreases nonlinear with the increase of the initial internal pressure, and in the range of the test internal pressure, the basic natural vibration frequency of the test pillow is between 610 Hz and 10 Hz, and the frequency distribution of the first two order natural vibration frequency is larger than that of the first two steps, and the distribution of the fifth order natural vibration frequency is more dense. In the low order mode, the lower layer membrane surface of the air pillow is a low damping structure, and the damping ratio of each order mode decreases with the increase of the initial internal pressure. The finite element results of load and modal analysis are in good agreement with the experimental results, which verifies the accuracy and applicability of the co-acting finite element model in the static and dynamic analysis of ETFE air pillow.
【作者单位】：北京交通大学结构风工程与城市风环境北京市重点实验室;北京交通大学土木建筑工程学院;
【基金】：国家自然科学基金重大研究计划项目(91215302) 高等学校学科创新引智计划项目(B13002)
【分类号】：TU38

【参考文献】

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【共引文献】

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