基于曲面有限元法的膜結(jié)構(gòu)褶皺分析.pdf

1、膜結(jié)構(gòu)是以建筑膜材為主要受力構(gòu)件的一種張力結(jié)構(gòu)。膜材的一個(gè)重要力學(xué)性質(zhì)是不具有抗彎剛度，不能受壓。這決定了膜結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：一是明顯的幾何非線性；二是在外荷載作用下易產(chǎn)生褶皺。因此，要對(duì)膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，就必須首先解決以下兩方面的問題：選擇適合于膜結(jié)構(gòu)的分析方法和褶皺處理方法；研究褶皺對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響。
　　目前，膜結(jié)構(gòu)的非線性有限元分析方法在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用都較為普遍，其中又以平面常應(yīng)變?nèi)切螁卧顬槌Ｓ?，但隨著膜結(jié)構(gòu)

2、設(shè)計(jì)技術(shù)的快速發(fā)展和科學(xué)研究的不斷深入，這種單元的缺點(diǎn)也逐漸顯現(xiàn)出來。因此，本文提出采用六結(jié)點(diǎn)三角形曲面等參元進(jìn)行膜結(jié)構(gòu)分析。該單元模型在應(yīng)變表達(dá)式中引入了法向位移和曲率變化的影響項(xiàng)從而能更真實(shí)的模擬膜結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。文中推導(dǎo)了相應(yīng)的幾何非線性有限元方程及剛度矩陣表達(dá)式,并通過算例驗(yàn)證了理論公式的正確性和數(shù)值解的高精度。
　　為了在膜結(jié)構(gòu)的曲面有限元分析中對(duì)褶皺進(jìn)行合理的處理，本文對(duì)褶皺的基本理論作了探討，并比較和分析了褶皺的兩種