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基于材料和几何非线性的张拉膜结构静力分析
  • ISSN号:1000-0887
  • 期刊名称:《应用数学和力学》
  • 时间:0
  • 分类:TU312.1[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]江苏建筑职业技术学院建筑工程管理学院,江苏徐州221116, [2]中国矿业大学力学与建筑工程学院,江苏徐州221116
  • 相关基金:江苏建筑职业技术学院校级科研项目(JYA14-09); 国家自然科学基金项目(51308532)
中文摘要:

张拉膜结构作为一种新型张拉结构体系,具有明显的材料和几何双重非线性。以某张拉膜结构模型试验为例,对模型试验进行非线性有限元分析,讨论了单元类型、网格划分、材料属性等对有限元分析结果的影响,研究了张拉膜结构在静力荷载作用下的力学响应特性,研究表明:三种单元对模型试验的找形分析和荷载态分析精度比较接近,但是Shell 181则能较好的模拟材料非线性;对于低曲率膜面,几何非线性对于结构的影响要大于材料非线性的影响,可以按照材料的线弹性假定完成,对于高曲率膜面有待进一步研究;采用自由划分的网格精度可以满足低曲率膜面的精度要求,采用较密的网格化分不能有效提高结构的分析精度。

英文摘要:

Tensioned membrane structure is a new tension system,which performs significant geometrical nonlinearity and material nonlinearity. However,the current analysis method only involves the geometrical nonlinearity,the material nonlinearity is not considered. Furthermore,lack of experience in modeling and not enough experiment results can also lead to large deviations in the analysis and potential safety hazards in the engineering. Based on the model tests of a tensioned membrane structure,the nonlinear finite element analysis was conducted to study the mechanical response of this structure under static loading. The effect of element type,meshing and material properties on the analysis results were considered. The results indicate that: according to the three element types,the accuracy of form finding analysis and loading state analysis is close,however,shell 181 can simulate material nonlinearity better; the geometric nonlinearity has a greater influence on low curvature membrane surface structure than material nonlinearity,thus,the structure can be analyzed by the linear elastic material assumptions,further study on high curvature membrane surface is needed; the free partitioning grid can meet the accuracy requirements of low curvature membrane surface,denser meshing can not effectively improve the accuracy of the structure analysis.

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期刊信息
  • 《应用数学和力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:重庆交通大学
  • 主办单位:重庆交通大学
  • 主编:钟万勰
  • 地址:重庆南岸区重庆交通大学90信箱
  • 邮编:400074
  • 邮箱:applmathmech@cqjtu.edu.cn
  • 电话:023-62652450
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0887
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1060/O3
  • 邮发代号:78-21
  • 获奖情况:
  • 国际工程索引(EI)收录期刊,我国力学类核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:8965