本文關(guān)鍵詞：兩級三棱柱張拉整體結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析和剛度調(diào)節(jié)研究

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【摘要】：張拉整體結(jié)構(gòu)是由一組不連續(xù)的受壓構(gòu)件和一組連續(xù)的受拉構(gòu)件相互連接所組成的空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu),具有著優(yōu)美的外形、較輕的質(zhì)量、可折展的結(jié)構(gòu)、獨(dú)特的單元力學(xué)特性,并且符合大自然的內(nèi)在運(yùn)行規(guī)律,有著與生物體相似的特性,使得張拉整體結(jié)構(gòu)具有極大的潛在應(yīng)用價值,并在近年來成為眾多學(xué)科領(lǐng)域研究的前沿和熱點(diǎn)�；趶埨w結(jié)構(gòu)與生物體相似的特性和重要的潛在應(yīng)用價值,本課題以棱柱型張拉整體結(jié)構(gòu)為例,通過研究其找形分析、靜力學(xué)分析和剛度分析及調(diào)節(jié),來深入地研究張拉整體結(jié)構(gòu)的本質(zhì),奠定理論基礎(chǔ)并掌握有效的分析方法,為張拉整體結(jié)構(gòu)的更加深入的研究和應(yīng)用作鋪墊。首先,本課題詳細(xì)闡述了基于蒙特卡洛法的找形分析。張拉整體結(jié)構(gòu)必須通過連通性矩陣和節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)才能進(jìn)行準(zhǔn)確的描述。本文從棱柱型張拉整體結(jié)構(gòu)出發(fā),根據(jù)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)找到了連通性矩陣的規(guī)律,并通過編程實現(xiàn)了自動寫出結(jié)構(gòu)的連通性矩陣的功能�；诿商乜宸ǖ幕舅枷�,本文對棱柱型張拉整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了找形分析,得到了一種有效的找形方法。實現(xiàn)了對多級多棱柱張拉整體結(jié)構(gòu)的找形,加深了對張拉整體結(jié)構(gòu)的理解,為更進(jìn)一步的分析奠定了基礎(chǔ)。其次,本課題通過奇異值分解法進(jìn)行了張拉整體結(jié)的靜力學(xué)分析,并給出了一種適合于工程技術(shù)人員的簡便直觀的靜力學(xué)分析方法。在小位移的情況下,鉸鏈連接結(jié)構(gòu)的靜力平衡矩陣具有靜力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的雙重屬性。因此,使得通過分解平衡矩陣就可以得到單元內(nèi)力和節(jié)點(diǎn)位移。但是,由于張拉整體結(jié)構(gòu)即使靜不定又是動不定的結(jié)構(gòu),所以其靜力學(xué)分析必須要考慮到兼容方程和機(jī)構(gòu)位移,才能得到確切的結(jié)果。通過有限元分析軟件可以分析有大位移的張拉整體結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)特性,這種方法簡便而直觀,比較適合工程上的應(yīng)用。最后,本課題分析了張拉整體結(jié)構(gòu)的剛度矩陣,并進(jìn)行了剛度調(diào)節(jié)研究。張拉整體結(jié)構(gòu)的剛度主要來源于兩部分,一部分是與結(jié)構(gòu)本身的構(gòu)型和單元的材料屬性有關(guān)的線性剛度,另一部分是與單元內(nèi)力有關(guān)的幾何剛度。通過調(diào)節(jié)單元的內(nèi)力可以改變結(jié)構(gòu)的幾何剛度,從而調(diào)節(jié)整個結(jié)構(gòu)的剛度。
【關(guān)鍵詞】：張拉整體結(jié)構(gòu) 找形 靜力學(xué)分析 剛度調(diào)節(jié)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB121
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-19
• 1.1 課題的來源及研究背景和意義8-11
• 1.1.1 課題來源8
• 1.1.2 課題的研究背景和意義8-11
• 1.2 張拉整體結(jié)構(gòu)找形分析的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 張拉整體結(jié)構(gòu)的描述與找形11
• 1.2.2 張拉整體結(jié)構(gòu)的主要找形方法11-13
• 1.3 張拉整體結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 張拉整體結(jié)構(gòu)剛度分析與調(diào)節(jié)的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.5 國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述15-17
• 1.6 本文主要研究內(nèi)容17-19
• 1.6.1 張拉整體結(jié)構(gòu)的描述與找形分析17-18
• 1.6.2 張拉整體結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析18
• 1.6.3 張拉整體結(jié)構(gòu)的剛度分析與調(diào)節(jié)18-19
• 第2章 張拉整體結(jié)構(gòu)的描述與找形分析19-32
• 2.1 引言19
• 2.2 張拉整體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)描述19-20
• 2.3 張拉整體結(jié)構(gòu)的拓?fù)涿枋?/span>20-22
• 2.4 單級棱柱型張拉整體結(jié)構(gòu)的幾何分析22-24
• 2.4.1 上下底面多邊形外接圓半徑對找形的影響22-24
• 2.4.2 結(jié)構(gòu)的高度對找形的影響24
• 2.5 蒙特卡洛找形法24-26
• 2.5.1 蒙特卡洛法的基本思想24-25
• 2.5.2 找形程序的編程思想25-26
• 2.6 基于蒙特卡洛法的找形分析26-31
• 2.6.1 單級三棱柱的找形26-29
• 2.6.2 單級多棱柱張拉整體結(jié)構(gòu)的找形29-31
• 2.6.3 多級棱柱型張拉整體結(jié)構(gòu)的找形31
• 2.7 本章小結(jié)31-32
• 第3章 張拉整體結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析32-55
• 3.1 引言32
• 3.2 張拉整體結(jié)構(gòu)的平衡矩陣32-35
• 3.3 基于奇異值分解法的靜力學(xué)分析35-42
• 3.3.1 平衡矩陣的奇異值分解35-37
• 3.3.2 求解結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力37-40
• 3.3.3 基于MATLAB數(shù)值計算的靜力學(xué)分析40-42
• 3.4 基于ANSYS的大變形靜力學(xué)分析42-50
• 3.4.1 基于ANSYS的單級三棱柱靜力學(xué)分析43-48
• 3.4.2 基于ANSYS的兩級三棱柱靜力學(xué)分析48-50
• 3.5 物理模型的靜力學(xué)試驗50-54
• 3.5.1 模型制作51-52
• 3.5.2 靜力學(xué)試驗52-54
• 3.6 本章小結(jié)54-55
• 第4章 張拉整體結(jié)構(gòu)的剛度分析與調(diào)節(jié)55-64
• 4.1 引言55
• 4.2 張拉整體結(jié)構(gòu)的剛度矩陣55-58
• 4.3 張拉整體結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析58-60
• 4.4 剛度調(diào)節(jié)60-63
• 4.4.1 基于內(nèi)力系數(shù)的剛度調(diào)節(jié)60-61
• 4.4.2 基于預(yù)應(yīng)變的剛度調(diào)節(jié)61-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 致謝70

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本文編號：876959