铰接杆系机构的运动形态研究
发布时间：2020-12-18 03:04
现代结构设计中，面临越来越多的机构分析问题。以张力结构、开启结构为代表的一些新型空间结构体系实际上就属于传统意义上的机构系统，同时机构运动原理也时常在大型结构的施工方法中采用。机构的运动形态解析是机构设计的重要内容。本文以单机构位移模态的铰接杆件体系为研究对象，重点讨论杆件体系的可动性、机构运动路径数值跟踪策略和运动分岔等三方面问题。论文首先从结构稳定的能量准则入手，对铰接杆件体系的机动特性和几何稳定性进行了系统的理论诠释。指出常规的铰接杆系的机动特性分析实际上是一类特殊的结构稳定性判别问题，Maxwell准则和平衡矩阵准则均是系统势能二阶变分正定性条件的退化解。文中还详细分析了铰接杆件体系协调矩阵的构成，回顾了协调矩阵的奇异值分解方法，并对协调矩阵的四个子空间向量的物理意义进行了详细说明。论文指出，Maxwell准则与平衡矩阵准则对于杆系机构可动性的判别并不完善，其主要原因是这两类准则均是系统势能二阶变分特性的反应。论文从能量准则的角度，分析了一类奇异杆件体系——无穷小机构的可动性条件，发现这类体系的可动性必须通过系统势能的更高阶变分的正定性来判定。文中阐明了协调方程是杆系机构运动形...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汉城奥运会体操馆应称为“自应力[71”，是由系统自身产生的非荷载效应的初始平衡内力，以下均称该类预应力为“自应力”)提供刚度来承受外部荷载
图1.2TRW公司研制的太阳花刚性表面展开天线的收缩和展开状态展开时，其从动部分由于和主动部分通过铰链连接，也能跟随同步展开。当主动展开的6片天线锁定之后，整个天线成型。另一方面则是应用于土木工程，图1.3所示是1989年建成的加拿大多伦多天空弯顶(Skydome，直径203m)，该弯顶的屋面是典型的可开启体系。其屋面分为四个部分，分别为一个固定部分④和三个可动部分①、②、③。当其开启时，首先部分②采用平动方式叠合到部分④，此时屋面开启约四分之一;接下来部分①也采用平动方式叠合到部分④，此时屋面开启约二分之一;最后部分③采用绕竖直轴转动的方式也叠合到部分④，屋面开启约四分之三，此时屋面己开启到最大。无论是宇航工程还是土木工程中的可展(开启)结构，其几何上的可变性来自于功能需求，即要求体系可发生机构运动以满足可展开或开启的目的。展开结构的研究注重从几何上讨论该体系的可展开性，以及运动的形态、驱动和控制，其重要性远大于受力分析。
图 1.2TRW公司研制的太阳花刚性表面展开天线的收缩和展开状态展开时，其从动部分由于和主动部分通过铰链连接，也能跟随同步展开。当主动展开的6片天线锁定之后，整个天线成型。另一方面则是应用于土木工程，图1.3所示是1989年建成的加拿大多伦多天空弯顶 (Skydome，直径203m)，该弯顶的屋面是典型的可开启体系。其屋面分为四个部分，分别为一个固定部分④和三个可动部分①、②、③。当其开启时，首先部分②采用平动方式叠合到部分④，此时屋面开启约四分之一;接下来部分①也采用平动方式叠合到部分④，此时屋面开启约二分之一;最后部分③采用绕竖直轴转动的方式也叠合到部分④，屋面开启约四分之三，此时屋面己开启到最大。无论是宇航工程还是土木工程中的可展(开启)结构，其几何上的可变性来自于功能需求，即要求体系可发生机构运动以满足可展开或开启的目的。展开结构的研究注重从几何上讨论该体系的可展开性
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于构件层次的铰接杆系结构几何稳定性讨论[J]. 邓华,谢艳花. 固体力学学报. 2006(02)
[2]柱面网壳结构整体成形的施工新技术——支柱水平滑移法[J]. 卓新,吴杰,干钢. 建筑施工. 2006(01)
[3]攀达穹顶技术工法的原理和应用前景[J]. 王小盾,余建星,陈志华,川口卫. 建筑技术. 2004(05)
[4]108m×90m柱面网壳整体提升施工方法[J]. 胡宁,罗尧治,董石麟. 科技通报. 2003(04)
[5]索穹顶结构施工控制反分析[J]. 袁行飞,董石麟. 建筑结构学报. 2001(02)
[6]论时变结构力学[J]. 王光远. 土木工程学报. 2000(06)
[7]荷载缓和体系的受力性能研究[J]. 单建,易军,郑勤刚. 工程力学. 1999(03)
[8]圆形平面轴对称索穹顶结构施工过程跟踪计算[J]. 唐建民,沈祖炎. 土木工程学报. 1998(05)
硕士论文
[1]斜拉悬挂屋盖结构的形态和抗震性能分析[D]. 刘勇.浙江大学 2006
[2]索杆张力结构的施工成型和平面连杆机构的运动形态分析[D]. 伍晓顺.浙江大学 2006
[3]杆件撤除体系几何稳定性判断及机构体系多平衡形态研究[D]. 谢艳花.浙江大学 2006
本文编号：2923226
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汉城奥运会体操馆应称为“自应力[71”，是由系统自身产生的非荷载效应的初始平衡内力，以下均称该类预应力为“自应力”)提供刚度来承受外部荷载
图1.2TRW公司研制的太阳花刚性表面展开天线的收缩和展开状态展开时，其从动部分由于和主动部分通过铰链连接，也能跟随同步展开。当主动展开的6片天线锁定之后，整个天线成型。另一方面则是应用于土木工程，图1.3所示是1989年建成的加拿大多伦多天空弯顶(Skydome，直径203m)，该弯顶的屋面是典型的可开启体系。其屋面分为四个部分，分别为一个固定部分④和三个可动部分①、②、③。当其开启时，首先部分②采用平动方式叠合到部分④，此时屋面开启约四分之一;接下来部分①也采用平动方式叠合到部分④，此时屋面开启约二分之一;最后部分③采用绕竖直轴转动的方式也叠合到部分④，屋面开启约四分之三，此时屋面己开启到最大。无论是宇航工程还是土木工程中的可展(开启)结构，其几何上的可变性来自于功能需求，即要求体系可发生机构运动以满足可展开或开启的目的。展开结构的研究注重从几何上讨论该体系的可展开性，以及运动的形态、驱动和控制，其重要性远大于受力分析。
图 1.2TRW公司研制的太阳花刚性表面展开天线的收缩和展开状态展开时，其从动部分由于和主动部分通过铰链连接，也能跟随同步展开。当主动展开的6片天线锁定之后，整个天线成型。另一方面则是应用于土木工程，图1.3所示是1989年建成的加拿大多伦多天空弯顶 (Skydome，直径203m)，该弯顶的屋面是典型的可开启体系。其屋面分为四个部分，分别为一个固定部分④和三个可动部分①、②、③。当其开启时，首先部分②采用平动方式叠合到部分④，此时屋面开启约四分之一;接下来部分①也采用平动方式叠合到部分④，此时屋面开启约二分之一;最后部分③采用绕竖直轴转动的方式也叠合到部分④，屋面开启约四分之三，此时屋面己开启到最大。无论是宇航工程还是土木工程中的可展(开启)结构，其几何上的可变性来自于功能需求，即要求体系可发生机构运动以满足可展开或开启的目的。展开结构的研究注重从几何上讨论该体系的可展开性
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于构件层次的铰接杆系结构几何稳定性讨论[J]. 邓华,谢艳花. 固体力学学报. 2006(02)
[2]柱面网壳结构整体成形的施工新技术——支柱水平滑移法[J]. 卓新,吴杰,干钢. 建筑施工. 2006(01)
[3]攀达穹顶技术工法的原理和应用前景[J]. 王小盾,余建星,陈志华,川口卫. 建筑技术. 2004(05)
[4]108m×90m柱面网壳整体提升施工方法[J]. 胡宁,罗尧治,董石麟. 科技通报. 2003(04)
[5]索穹顶结构施工控制反分析[J]. 袁行飞,董石麟. 建筑结构学报. 2001(02)
[6]论时变结构力学[J]. 王光远. 土木工程学报. 2000(06)
[7]荷载缓和体系的受力性能研究[J]. 单建,易军,郑勤刚. 工程力学. 1999(03)
[8]圆形平面轴对称索穹顶结构施工过程跟踪计算[J]. 唐建民,沈祖炎. 土木工程学报. 1998(05)
硕士论文
[1]斜拉悬挂屋盖结构的形态和抗震性能分析[D]. 刘勇.浙江大学 2006
[2]索杆张力结构的施工成型和平面连杆机构的运动形态分析[D]. 伍晓顺.浙江大学 2006
[3]杆件撤除体系几何稳定性判断及机构体系多平衡形态研究[D]. 谢艳花.浙江大学 2006
本文编号：2923226
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/2923226.html
