基于攝影測(cè)量的充氣膜結(jié)構(gòu)有限元建模方法
本文選題:充氣膜結(jié)構(gòu) + 有限元模型; 參考:《工程力學(xué)》2017年03期
【摘要】:為了對(duì)正常使用過(guò)程中的充氣膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行荷載和動(dòng)態(tài)特性等進(jìn)一步分析和安全評(píng)價(jià),提出了基于攝影測(cè)量的在役充氣膜結(jié)構(gòu)有限元模型建立方法。首先,采用三維攝影測(cè)量法對(duì)正常使用過(guò)程中的充氣膜結(jié)構(gòu)外形進(jìn)行測(cè)量,并利用壓力傳感器測(cè)得相應(yīng)的充氣內(nèi)壓。然后,基于測(cè)量的外形及內(nèi)壓,將連續(xù)的膜面離散為膜線,并將內(nèi)壓按從屬面積分配到相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)上,應(yīng)用引入線性調(diào)整理論的索桿體系找力分析理論對(duì)膜線的力密度進(jìn)行計(jì)算。隨后,基于桿系結(jié)構(gòu)平衡矩陣?yán)碚摵托∽冃渭俣?應(yīng)用非線性協(xié)調(diào)矩陣廣義逆法,對(duì)結(jié)構(gòu)的零應(yīng)力態(tài)進(jìn)行求解。最后,將得到的零應(yīng)力態(tài)作為初始模型,利用有限元軟件對(duì)其進(jìn)行充氣數(shù)值模擬,得到正常使用狀態(tài)下的充氣膜結(jié)構(gòu)有限元模型。通過(guò)ETFE氣枕模型的測(cè)量試驗(yàn),驗(yàn)證了所提出的方法。
[Abstract]:In order to further analyze and evaluate the load and dynamic characteristics of aerated membrane structure in normal use, a method of establishing finite element model of in-service aerated membrane structure based on photogrammetry is proposed. Firstly, three-dimensional photogrammetry is used to measure the structure shape of aerated membrane during normal use, and the pressure sensor is used to measure the corresponding inflatable internal pressure. Then, based on the measured shape and internal pressure, the continuous film surface is discretized into a film line, and the internal pressure is distributed to the corresponding node according to the dependent area. The force density of membrane line is calculated by the force finding theory of cable and bar system with linear adjustment theory. Then, based on the equilibrium matrix theory and the assumption of small deformation, the nonlinear coordination matrix generalized inverse method is used to solve the zero stress state of the structure. Finally, the zero stress state is taken as the initial model, and the finite element model of the aerated membrane structure is obtained by using the finite element software. The proposed method is verified by the test of ETFE air pillow model.
【作者單位】: 上海交通大學(xué)空間結(jié)構(gòu)研究中心;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51278299,51478264)
【分類號(hào)】:TU383
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