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膜結構的形狀有兩種類型
信息來源:   發布時間:2017-4-25   瀏覽:

湖南膜結構膜結構的形狀確定問題就是確定初始狀態的問題,在許多專著上被稱為“找形”(FormFinding)。膜結構的形狀確定問題有兩種類型:     (1)給定預應力分布的形狀確定問題:預先假定膜結構中應力的分布情況,在根據受力合理或經濟原則進行分析計算,以得到膜的初始幾何狀態。

2)給定幾何邊界條件的形狀確定問題:預先確定膜結構的幾何邊界條件,然后計算分析預應力分布和空間形狀。     肥皂泡就是最合理的自然找形的膜結構。最初的找形正是通過皂膜比擬來進行,后來發展到用其他彈性材料做模型,通過測量模型的空間坐標來確定形狀,對于簡單的外形也可以用幾何分析法來確定,膜結構找形技術的真正發展來自計算機有限元分析方法的發展。為了尋求膜結構的合理的幾何外形,需要通過計算機的多次迭代才能得到。     湖南膜結構常用的計算機找形方法有:力密度法、動力松弛法、有限元法。   

 1.力密度法     索網結構中拉力與索長度的比值定義為力密度(ForceDensity)。力密度法(ForceDensityMethod)是由Linkwitz及Schek提出來的,原先只是用于索網結構的找形,將膜離散為等代索網,后來,該方法被用于膜結構的找形。把等代為索的膜結構看成是由索段通過結點相連而成,通過指定索段的力密度,建立并求解結點的平衡方程,湖南膜結構可得各自由結點的坐標。    不同的力密度值,對應不同的外形。當外形符合要求時,由相應的力密度即可求得相應的預應力分布值。力密度法也可以用于求解最小曲面,最小曲面時膜內應力處處相等,肥皂膜就是最好的最小曲面的例子。實際上的最小曲面無法用計算機數值計算方法得到,所以工程上常采用指定誤差來得到可接受的較小曲面。     力密度法的優點是只需求解線性方程組,其精度一般能滿足工程要求。湖南膜結構用力密度法找形的軟件有德國EASY(EasyForm)、意大利Forten32、新加坡WinFabric等。





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