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基于平面折梁单元的可开启结构平衡矩阵分析方法
  • ISSN号:1000-4750
  • 期刊名称:工程力学
  • 时间:0
  • 页码:148-157
  • 语言:中文
  • 分类:TU393.3[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]浙江大学空间结构研究中心,浙江杭州310027
  • 相关基金:国家自然科学基金重大项目(50638050);新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-06-0517)
  • 相关项目:新型张力空间结构体系的基础理论和共性技术研究
中文摘要:

平面折梁单元是可开启结构中的常用单元类型。在平面梁单元基础上,构造平面多角折梁以及折梁单元组成的剪式铰两种超级单元,利用矩阵缩聚理论将内部自由度封装,推导超级单元平衡矩阵,组装可开启结构的整体平衡矩阵。通过矩阵奇异值分解,分离出自应力模态、机构位移模态、最小非零奇异值等信息,对可开启结构进行机动性能分析。运用基于平衡矩阵分解的非线性力法,提出主动与被动控制实现机构轨迹模拟。最后,基于该文给出的算法,从数值计算的角度寻找两类圆形径向可开启结构的拓扑形式,并模拟开启运动轨迹。

英文摘要:

Planar multi-angulated beams are commonly used in retractable structures. They are generated based on planar beam. The inner degree-of-freedoms (DOFs) of these macro-elements are packaged, and the equilibrium matrices are deduced by matrix reduction theory. The global equilibrium matrix is assembled by element equilibrium matrix. The characteristics of structural and kinematic properties, e.g. modes of independent states of self-stress and inextensional mechanisms, minimum non-zero singular values, etc., are achieved by equilibrium matrix SVD(Singular Value Decomposition). The kinematic properties and mobility condition of retractable structures are analyzed. Then the geometrically nonlinear force method is introduced, and two kinds of trajectory tracking simulation methods, i.e. active and positive control, are proposed and the corresponding algorithm procedures are listed. Based on the equilibrium matrix analysis method this paper discussed, the topology of two types of circular radially retractable structure is found numerically. The trajectory tracking simulations of retractable structures are also illustrated.

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期刊信息
  • 《工程力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国力学学会
  • 主编:袁驷
  • 地址:北京清华大学新水利馆114号
  • 邮编:100084
  • 邮箱:gclxbjb@tsinghuae.du.cn
  • 电话:010-62788648
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4750
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2595/O3
  • 邮发代号:82-862
  • 获奖情况:
  • 1999年获在物理、力学类刊物中影响因子位居第二(0...
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,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:32789