多层张拉整体结构的设计与研究

发布时间：2021-05-12 03:58

　　本文以节点静力学分析为出发点,通过分析单元内扭转角的有限性,提出添加附加索构件来改善结构构型,通过对扭转角的分析,实现了张拉整体双层结构的构型,并进行刚度分析,包括对单元内扭转角,重叠率,预紧力参数的分析。最后通过对结构进行奇偶拓扑,对张拉结构进行多层结构拓扑。具体过程如下:首先,通过对张拉四杆单元进行数学建模,利用力密度法分析结构有限的保持结构稳定的单元内扭转角,并通过以添加附加索的形式来拓展结构的扭转角范围,丰富结构构型,得到满足节点力平衡的单元内扭转角区间,并进一步把两个单层结构通过附加索的形式连接起来,构成张拉整体双层结构完成构型;其次,对张拉整体双层结构分别施加初始轴向载荷与径向载荷,并应用动力松弛法分析结构在振动过程中结构中各个构件的变化规律,通过分析构建的变化规律得到在不同方向载荷下结构的折展方案,构建模型验证折展效果;再次,通过对结构进行刚度分析,分析影响结构刚度的各个参数,对影响结构刚度的参数即,重叠率、力密度、扭转角进行分析,通过对比分析验证结构刚度分析的合理性;说明结构的几何刚度对结构的显著影响;最后,通过分析总结双层结构的拓扑规律,对结构进行轴向拓扑,根据构建模... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 张拉结构工程应用
    1.3 国内外张拉机构研究现状
        1.3.1 国内研究现状
        1.3.2 国外研究现状
    1.4 张拉结构找形相关理论
        1.4.1 有限元法
        1.4.2 力密度法
        1.4.3 动力松弛法
    1.5 本文研究内容
第2章 张拉整体结构参数化建模与力学分析
    2.1 引言
    2.2.基本张拉整体基本单元参数化建模
        2.2.1 构建节点坐标
        2.2.2 构建连接矩阵
        2.2.3 基本张拉整体基本单元的力学分析
    2.3.张拉整体双层结构参数化建模
        2.3.1 张拉整体双层结构空间节点坐标
        2.3.2.张拉整体塔构建连接矩阵
    2.4 张拉整体结构力密度关系
    2.5 张拉整体双层结构扭转角与容积关系
    2.6 本章小结
第3章 张拉整体双层结构柔性化分析
    3.1 引言
    3.2 应用动力松弛法理论分析张拉结构
    3.3 两节点间索构件失稳分析
        3.3.1 节点坐标分析
        3.3.2 张拉整体结构总势能表达式
    3.4 张拉整体伸展机构折叠分析
        3.4.1 张拉整体塔结构受压应力索构件柔性化分析
        3.4.2 张拉整体双层结构受轴向拉应力索构件柔性化分析
    3.5 张拉整体双层结构受径向拉应力索构件柔性化分析
    3.6 本章小结
第4章 张拉整体结构刚度分析
    4.1 引言
    4.2 刚度矩阵的建立
    4.3 基于MATLAB数值计算的结构刚度分析
        4.3.1 预紧力对张拉结构刚度的影响
        4.3.2 单元间重叠率对张拉结构刚度的影响
        4.3.3 单元间扭转角对张拉结构刚度的影响
    4.4 在ANSYS环境中张拉结构静力学仿真分析
    4.5 本章小结
第5章 张拉整体双层结构拓扑分析
    5.1 引言
    5.2 多层张拉结构的构型
    5.3 张拉结构拓扑后结构刚度分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3182683