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基于奇异值分解张拉整体结构找形方法 被引量:2
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作者 罗阿妮 曹紫莺 刘贺平 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期957-963,共7页
张拉整体结构是由一组不连续的受压单元包含于连续受拉单元组成的稳定自平衡结构,为了寻找自平衡状态下的构型,引入奇异值分解的方法,将寻找张拉整体结构的自平衡构型问题转化为最小奇异值的判定。通过广义节点坐标和构件之间的连接关... 张拉整体结构是由一组不连续的受压单元包含于连续受拉单元组成的稳定自平衡结构,为了寻找自平衡状态下的构型,引入奇异值分解的方法,将寻找张拉整体结构的自平衡构型问题转化为最小奇异值的判定。通过广义节点坐标和构件之间的连接关系建立结构的数学模型;引入力密度的概念,对张拉整体结构进行受力分析,列写包含平衡矩阵的平衡方程;对平衡矩阵进行奇异值分解,利用分解获得的最小奇异值判断平衡方程是否有解,对张拉整体结构是否存在自平衡构型进行初步判定,再依据获得的力密度的均匀性(同组构件力密度大小相等)和正负属性(杆的力密度小于0,索的力密度大于0)对结构自平衡状态进一步判断;通过实例分析对该找形方法的可行性进行了验证,结果表明:该方法可以找到张拉整体结构自平衡构型。本文为寻找自平衡张拉整体结构提供了一种思路。 展开更多
关键词 张拉整体结构 找形方法 节点坐标 连接矩阵 平衡矩阵 平衡方程 奇异值分解 力密度
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一种等张力空间索网结构找形方法 被引量:16
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作者 范叶森 李团结 +1 位作者 马小飞 李正军 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期49-55,共7页
为设计出质量小、结构稳定的空间索网天线结构,给出了一种等张力索网结构找形的坐标迭代算法.将索网上的各节点看做只能在理想反射面上移动的点,并规定各段绳索中的张力是恒定的.各节点在合力的作用下运动,当作用在各节点上的合力逐渐... 为设计出质量小、结构稳定的空间索网天线结构,给出了一种等张力索网结构找形的坐标迭代算法.将索网上的各节点看做只能在理想反射面上移动的点,并规定各段绳索中的张力是恒定的.各节点在合力的作用下运动,当作用在各节点上的合力逐渐减为零时,索网结构到达一种平衡状态,根据这一平衡状态可求出各段绳索的无应力长度.使用该算法对环形桁架索网天线计算模型进行了找形计算,并使用有限元法对找形得到的平衡状态进行验证,证明了该算法的正确性和可行性.同时将找形结果与极小范数法、等力密度这两种找形算法的结果进行了比较分析.分析结果表明,使用等张力找形算法得到的索网结构绳索张力的均匀性最好.文中所提的等张力找形算法可用于空间索网结构的找形. 展开更多
关键词 等张力索网结构 找形方法 空间索网天线 静力分析 有限元法
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基于非线性理论的接触网找形方法研究 被引量:6
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作者 罗群 梅桂明 +3 位作者 赵晨 王江文 邱江洋 韩宝峰 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期27-35,共9页
为快速、精准获得高速铁路接触网的初始平衡构型,实现非线性理论下的接触网找形。采用基于非线性理论的悬链线单元对接触网进行离散;在考虑接触网预弛度、坡度等边界条件下,基于悬链线方程和初始构型下的单元节点力平衡关系,建立弹性链... 为快速、精准获得高速铁路接触网的初始平衡构型,实现非线性理论下的接触网找形。采用基于非线性理论的悬链线单元对接触网进行离散;在考虑接触网预弛度、坡度等边界条件下,基于悬链线方程和初始构型下的单元节点力平衡关系,建立弹性链型悬挂接触网的平衡构型求解模型,同时该模型适用于简单链型悬挂接触网以及接触网锚段关节的找形分析。结合算例进行验证,吊弦长度的计算结果与欧洲标准EN 50318—2018中参考数值具有良好的一致性,且相对误差均不超过0.7%,验证了本找形方法的准确性和实用性。 展开更多
关键词 非线性理论 悬链线方程 接触网 初始平衡构型 找形方法
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吊装自成型GFRP弹性网壳的找形方法与施工过程模拟 被引量:2
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作者 邹乐 向升 程斌 《玻璃钢/复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第4期86-91,共6页
吊装自成型GFRP弹性网壳结构由统一规格的GFRP长直圆管杆件组成,并利用GFRP材料自重轻、弹性模量低的特点,使得杆件在吊装过程中由于自重作用产生弯曲变形,从而自动形成设计所需曲面。采用有限元方法并结合程序二次开发,针对一种具有单... 吊装自成型GFRP弹性网壳结构由统一规格的GFRP长直圆管杆件组成,并利用GFRP材料自重轻、弹性模量低的特点,使得杆件在吊装过程中由于自重作用产生弯曲变形,从而自动形成设计所需曲面。采用有限元方法并结合程序二次开发,针对一种具有单轴对称曲面的GFRP弹性网壳结构进行找形分析,提出相应的找形迭代算法并通过实例验证其有效性,在此基础上开展吊装施工全过程数值模拟。结果表明,找形算法具有很好的计算精度和计算效率,能满足此类网壳结构的设计和施工要求,成型后的网壳结构具有很好的承载能力储备。 展开更多
关键词 复合材料 GFRP弹性网壳 吊装成型 找形方法 施工模拟
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张拉整体结构的智能化找形研究进展 被引量:1
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作者 郭茂祖 李卓璇 +1 位作者 李阳 邵首飞 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第12期4824-4833,共10页
近年来,“未来的结构体系”张拉整体结构得到学术界的广泛关注。其中,找形是张拉整体结构设计的关键步骤,即确定结构的平衡状态的过程。随着人工智能逐渐应用到各个领域,张拉整体结构的智能找形方法也应运而生,通过使用人工智能技术改... 近年来,“未来的结构体系”张拉整体结构得到学术界的广泛关注。其中,找形是张拉整体结构设计的关键步骤,即确定结构的平衡状态的过程。随着人工智能逐渐应用到各个领域,张拉整体结构的智能找形方法也应运而生,通过使用人工智能技术改进传统的找形方法,以达到简化找形流程的目的。首先介绍人工智能在建筑领域的应用;其次,阐述使用人工智能技术改进张拉整体结构找形方法的研究意义;然后介绍张拉整体结构几种常用的传统的找形方法及其优缺点,再通过调研大量文献,对现在最新的张拉整体结构智能找形方法,特别是优化算法和神经网络方法进行详细介绍和分析;最后,预测并分析总结该领域未来可能的研究方向及相应的发展趋势。 展开更多
关键词 张拉整体结构 人工智能 找形方法 优化算法 神经网络
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考虑气压效应平流层平台柔性飞艇变形分析方法与特征研究 被引量:5
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作者 高海健 陈务军 +1 位作者 付功义 何艳丽 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期374-379,483,共6页
为研究气压对平流层飞艇变形性能的影响,基于铁木辛柯梁分析理论,将低阻尼流线形飞艇假设为分段等截面充气梁,采用叠加法推导了考虑气压效应的柔性飞艇总体挠度计算式。同时,将柔性飞艇作为预应力薄膜结构,应用ANSYS软件,采用小杨氏模... 为研究气压对平流层飞艇变形性能的影响,基于铁木辛柯梁分析理论,将低阻尼流线形飞艇假设为分段等截面充气梁,采用叠加法推导了考虑气压效应的柔性飞艇总体挠度计算式。同时,将柔性飞艇作为预应力薄膜结构,应用ANSYS软件,采用小杨氏模量法进行充气预应力找形,并基于找形结果进行载荷下非线性变形分析。在此基础上计算了飞艇外气囊在不同头部荷载与气压下的总体挠度并比较了两种方法的计算值,发现两者变化趋势一致。最后,建立了25 m验证飞艇的计算模型,得到了控制点应力和总体变形;给出了飞艇下腹线在不同气压下的位形,将其与测量值进行比较表明:计算值和测量值基本相等,误差小于5%。本文对大型柔性飞艇设计分析具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 大型柔性飞艇 铁木辛柯梁理论 非线性有限元 充气找形方法 预应力薄膜结构
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基于ANCF的链型悬挂接触网找形及分析 被引量:2
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作者 梅桂明 罗群 +3 位作者 邱江洋 王江文 黄仲 徐可佳 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期44-54,共11页
为精准获得高速铁路接触网的初始平衡构型,基于绝对节点坐标法建立适用于不同悬挂形式接触网系统的找形模型。完成直链型悬挂接触网的找形,其中吊弦长度、接触线初始构型以及接触网静态刚度结果与参考值相比均显示了良好的一致性;完成... 为精准获得高速铁路接触网的初始平衡构型,基于绝对节点坐标法建立适用于不同悬挂形式接触网系统的找形模型。完成直链型悬挂接触网的找形,其中吊弦长度、接触线初始构型以及接触网静态刚度结果与参考值相比均显示了良好的一致性;完成对实际线路京津线、武广线接触网模型的找形分析,得到的各参数与参考值基本一致,且吊弦长度随承力索张力的增加;通过吊弦力系平衡建立双层迭代获取半斜链型、斜链型悬挂接触网初始平衡构型,解决其吊弦长度不易计算的问题,在动力学模型稳态下的张力结果与预设值基本相同,验证了模型的正确性与适用性;通过对比分析得到斜链型悬挂接触网具有较大的吊弦长度、定位器作用力以及较小的弹性不均匀度,可为接触网系统的工程设计、施工提供参考。 展开更多
关键词 接触网 初始平衡构型 绝对节点坐标法 找形方法 链型悬挂
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模块化桁架索网天线找形与展开动力学研究 被引量:4
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作者 常汉江 王碧 +2 位作者 罗凯 田强 胡海岩 《深空探测学报》 2017年第4期325-332,共8页
为了对单模块桁架索网天线展开动力学进行建模,首先,基于力密度法提出一种考虑桁架弹性变形的索网找形方法:渐近迭代力密度法;其次,基于绝对节点坐标法建立桁架刚柔耦合模型,采用等几何分析方法建立索网非线性有限元模型,进而根据第一... 为了对单模块桁架索网天线展开动力学进行建模,首先,基于力密度法提出一种考虑桁架弹性变形的索网找形方法:渐近迭代力密度法;其次,基于绝对节点坐标法建立桁架刚柔耦合模型,采用等几何分析方法建立索网非线性有限元模型,进而根据第一类拉格朗日方程建立天线刚柔耦合系统动力学方程,并采用广义–α方法对动力学方程进行高效数值积分;最后,对桁架索网天线展开过程的动力学特性进行了研究和分析。研究结果表明:索网找形方案满足天线反射面形面精度要求,得到均匀的索段张力分布;展开过程中桁架竖杆应力最大,在展开末段,驱动滑块对桁架产生较大冲击。 展开更多
关键词 桁架索网天线 找形方法 展开动力学 等几何分析
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木互承结构的发展与研究现状 被引量:3
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作者 高颖 禤示青 +3 位作者 孟鑫淼 周金将 徐飞扬 耿明豪 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期30-39,共10页
木结构具有绿色环保、低碳节能等优势,其发展与应用有助于推动我国“双碳”目标的实现。作为木结构形式之一,木互承结构是由相互支承的木构件通过循环互承围合形成的空间格构体系,在古代桥梁建造上多有应用。近年来,木互承结构在空间结... 木结构具有绿色环保、低碳节能等优势,其发展与应用有助于推动我国“双碳”目标的实现。作为木结构形式之一,木互承结构是由相互支承的木构件通过循环互承围合形成的空间格构体系,在古代桥梁建造上多有应用。近年来,木互承结构在空间结构领域的研究及应用逐渐增多。笔者梳理了木互承结构在形态学和力学性能等方面的国内外研究进展,讨论其发展现状与亟须解决的关键性技术问题。形态学研究表明,木互承结构找形理论众多,可根据图论、力平衡状态、迭代算法和空间解析几何法分为4类,但仍需进一步设计出简便易操作的通用型软件。木互承结构的力学性能研究目前主要集中于节点性能和整体受力性能方面,但在高性能节点和结构稳定性方面仍需进一步探索和研究。对木互承结构的工程应用进行了梳理和总结,可为其未来的研究与应用提供参考。相信伴随着木材科学与现代木结构技术的发展,构件规则、节点统一、造型丰富的木互承结构将越来越广泛应用于木结构工程建设项目中。 展开更多
关键词 木互承结构 找形方法 力学性能 工程案例 现代木结构
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