说起膜结构,其采用新型环保的膜材,该膜材耐高低温/透光/防水/阻燃等等特性而出名,但是对其工程施工人员来讲,也是一次挑战性,毕竟该工程额搭建并不是简简单单的安装以及组合,其需要一定工艺基础才行!
1.三角形平面单元.它是目前普遍选用的膜单元有限元力学模型,它比较简单/适用,能够达到一般的计算精度要求.通常是选用三节点平面常应变单元或三节点平面等参元,考虑节点x,y,z三个方向的位移,计算面内的正应力和剪应力,利用U.L列式法推导出膜单元的几何非线性刚度矩阵.
2.三角形曲面单元.采用三角形曲面单元作为膜单元力学模型,能够越好地反映膜结构的真实几何形状,增加拟合曲面边界能力,减少几何离散所带来的误差,计算精度较高,变形结果越符合真实的情况.采用六节点三角形曲面等参元,应变的线性部分引入了z方向位移,并且考虑了单元的曲率和扭率的影响.经过三次坐标变换,利用U.L列式法推导出膜单元几何非线性刚度矩阵.
3.曲面四边形膜单元.膜结构应变的线性部分引入法向位移及单元曲率和扭率的影响,非线性部分保留法向位移的影响,按有限元方法导出单元刚度矩阵和节点力列阵,通过迭代法求解非线性方程组.膜材料的材料非线性和各向异性也是比较显明的,且单向受拉和双向受拉以及不同经纬应力时,其应力和应变关系不同,但是由于很难准确地表达膜材料的非线性结构关系,故在实际计算中,一般采用线弹性的本构关系.
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