折疊網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)成及其力學(xué)性能研究.pdf

1、折疊結(jié)構(gòu)是20世紀(jì)六十年代發(fā)展起來(lái)的一種新型空間結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)用時(shí)展開(kāi)、不用時(shí)可折疊收起。折疊結(jié)構(gòu)由于折疊后體積小、展開(kāi)方便，而日益受到重視，并逐漸應(yīng)用于建筑和航天領(lǐng)域。但在建筑領(lǐng)域的工程應(yīng)用在國(guó)內(nèi)還很少見(jiàn)，有必要展開(kāi)相關(guān)研究。本文所研究的折疊網(wǎng)格（包括折疊網(wǎng)架、網(wǎng)殼）結(jié)構(gòu)是建筑領(lǐng)域里比較常見(jiàn)的折疊結(jié)構(gòu)形式，多用于臨時(shí)性或半永久性建筑。
　　折疊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括折展過(guò)程的幾何設(shè)計(jì)和展開(kāi)定位后的受荷分析兩部分，其中幾何設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)

2、。為此，本文首先對(duì)折疊網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)成進(jìn)行了研究。幾何設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，對(duì)于外加鎖式折疊結(jié)構(gòu)（本文研究），是保證結(jié)構(gòu)（此時(shí)實(shí)質(zhì)上為機(jī)構(gòu)）能夠自由折展。通過(guò)對(duì)折疊結(jié)構(gòu)的基本單元——三剪桿剪鉸單元的幾何性質(zhì)進(jìn)行研究，推導(dǎo)了多種剪鉸單元的幾何性質(zhì)以及保證結(jié)構(gòu)折展性能的幾何限制條件，并將具體的剪鉸單元運(yùn)用到折疊網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中去。在ANSYS里對(duì)幾種具體的折疊網(wǎng)架、網(wǎng)殼的折展過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬，論證了其可展性。
　　折疊結(jié)構(gòu)展開(kāi)成形后的力

3、學(xué)性能也是本文研究的主要內(nèi)容。通過(guò)大量算例分析，總結(jié)了網(wǎng)格高度、網(wǎng)格尺寸大小變化對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響規(guī)律。由于剪式鉸單元的特性，折疊網(wǎng)格結(jié)構(gòu)主要依靠桿件的彎曲應(yīng)力來(lái)抵抗外荷載彎矩，致使結(jié)構(gòu)的剛度較差。借鑒普通網(wǎng)架、網(wǎng)殼的受力機(jī)理，對(duì)各種形式折疊網(wǎng)架、網(wǎng)殼加上弦桿或下弦桿或同時(shí)加上下弦桿，分析它們對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響規(guī)律，通過(guò)分析比較，對(duì)各種結(jié)構(gòu)提出合理的改進(jìn)方案，以運(yùn)用到工程實(shí)際。
　　本文最后總結(jié)了折疊結(jié)構(gòu)的各種節(jié)點(diǎn)形式，分析它