张拉膜结构气弹失稳临界风速研究

发布时间：2021-11-28 08:52

　　膜结构容易在风作用下发生大幅变形及振动,会发生流固耦合效应。某些条件下这种相互作用会导致变形及振动幅度不断增大,这就是气弹失稳。气弹失稳临界风速求解问题是风工程领域的难题。本文针对这一问题提出一种改进的解析方法。本文采用了均匀势流这一个假设,基于膜振动方程建立单向张拉平面膜的振动模型,基于薄壳无矩理论和膜振动方程建立马鞍面膜的振动模型;结合势流理论、亚音速升力面理论和对称翼型理论,建立膜气动力求解的解析理论;利用伽辽金法给出给定模态下的振动常微分方程,并由此得到气弹失稳的判定准则,并给出了失稳临界风速的表达式。在此基础上,对矩形平面单向张拉平面膜、矩形平面马鞍面膜和菱形平面马鞍面膜进行了气弹失稳临界风速分析,探讨了预张力、平面横顺比和矢跨比等因素对临界风速的影响,并给出了一些防止失稳的措施。本文主要内容如下:1.总结了国内外对气弹失稳临界风速问题的研究现状,比较了各个观点之间的异同。2.提出了改进的膜结构气弹失稳解析方法。与以往解析法不同在于,本文用亚音速升力面理论求解马鞍面膜两高点连线方向（垂向）和平面膜的气动力;用半空间无界Poisson方程和全空间无界Poisson方程解的不同来... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

悬挂薄膜风洞试验示意图

本文总体研究框图

a.2 拱向气动力的确定设膜面荷载函数为 ( , , )，由气动压强 p 与扰动速度势的关系：p Ux t (有： )( )( )2 2232 22 2, , d d d d2π( ) ( )( ) ( )a ax xy yR Rz zz zU xUx tx t tx y t Ux yx y .3 垂向速度势函数及其气动力的确定垂向速度势函数的确定，需要借助薄翼理论中的亚音速升力面ubsonic lifting surface theory）[26]。考虑流体是定常、无粘、可压缩的

【参考文献】：
期刊论文
[1]封闭式单向张拉膜结构气弹失稳机理研究[J]. 陈昭庆,武岳,孙晓颖.  建筑结构学报. 2015(03)
[2]薄膜结构流固耦合效应的简化数值模拟方法[J]. 孙晓颖,武岳,沈世钊.  土木工程学报. 2010(10)
[3]单向悬挂屋盖结构的风致气弹耦合效应数值模拟[J]. 武岳,孙晓颖,沈世钊.  计算力学学报. 2007(05)
[4]封闭薄膜屋盖的风致气动力失稳分析[J]. 李庆祥,孙炳楠.  振动工程学报. 2006(03)
[5]均匀流场中小曲率薄膜的气动稳定性分析[J]. 李庆祥,孙炳楠.  工程力学. 2006(04)
[6]小垂度薄膜屋盖的气弹动力耦合作用方程[J]. 刘瑞霞,杨庆山,李作为,茹继平.  工程力学. 2004(06)
[7]薄膜结构的气弹动力失稳临界风速[J]. 刘瑞霞,杨庆山.  中国安全科学学报. 2004(06)
[8]薄膜结构风致振动研究进展[J]. 刘瑞霞,杨庆山.  中国安全科学学报. 2003(09)
[9]大跨度张拉结构风致动力响应研究进展[J]. 沈世钊,武岳.  同济大学学报(自然科学版). 2002(05)

博士论文
[1]薄膜结构风振响应中的流固耦合效应研究[D]. 孙晓颖.哈尔滨工业大学 2007



本文编号：3524113