正交異性矩形建筑薄膜隨機(jī)振動分析.pdf

1、膜材廣泛應(yīng)用于建筑、機(jī)械與電子等工程領(lǐng)域;特別是預(yù)張力薄膜結(jié)構(gòu),由于其結(jié)構(gòu)較柔,重量輕,能形成大跨度空間結(jié)構(gòu)而被廣泛用于體育場,展覽館等建筑物中;又由于剛度低,自振頻率低,阻尼較小,所以建筑膜結(jié)構(gòu)容易發(fā)生振動。建筑膜結(jié)構(gòu)所受到的沖擊荷載大小將是隨機(jī)的,薄膜振動的位移響應(yīng)也將是隨機(jī)的。隨機(jī)撓度過大將會引起膜結(jié)構(gòu)松弛、褶皺,甚至撕裂等現(xiàn)象,將造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,所以計(jì)算膜結(jié)構(gòu)在隨機(jī)荷載作用下的撓度響應(yīng)是非常必要的。
　　本文致力于研究

2、建筑薄膜在隨機(jī)沖擊荷載下的振動特性,把握其隨機(jī)撓度響應(yīng)的規(guī)律,為建筑薄膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。研究建筑膜結(jié)構(gòu)在隨機(jī)沖擊荷載(如暴風(fēng)雨、冰雹、風(fēng)卷殘物等)作用下振動,得到撓度響應(yīng)均值、均方值、自相關(guān)函數(shù)以及功率譜和薄膜隨機(jī)振動的一般規(guī)律不僅具有重要的理論意義,且可以為膜結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)、施工、二次張拉提供依據(jù),以保證膜結(jié)構(gòu)的正常使用,防止或減少工程事故的發(fā)生。
　　本文建立四邊固支邊界條件下的正交異性矩形大撓度薄膜在隨機(jī)沖擊荷載作用下

3、的控制方程,并用攝動方法與隨機(jī)振動理論求解該非線性隨機(jī)微分方程,得到膜面撓度響應(yīng)均值函數(shù)、均方值、自相關(guān)以及功率譜函數(shù)。選用建筑常用的ZZF正交異性膜材在一定預(yù)張力作用下進(jìn)行隨機(jī)模擬試驗(yàn);用具有隨機(jī)速度的小球撞擊膜面來模擬隨機(jī)沖擊荷載;采集得到了大量的測點(diǎn)位移響應(yīng)樣本曲線和小球隨機(jī)速度數(shù)據(jù)。運(yùn)用隨機(jī)過程理論處理小球的速度差值隨機(jī)過程數(shù)據(jù),分析得到了服從高斯分布的小球速度差值的概率密度曲線;采用輪次法驗(yàn)證了小球速度差值隨機(jī)過程的平穩(wěn)性;對