哈爾濱膜結構分析索膜結構的非線性

　　索膜結構的突出特點之一就是形狀的多樣性,曲面存在著無限的可能性,其設計也迥異于傳統結構.由于索膜結構屬于柔性結構,變形后（略）以在計算中必須考慮其幾何非線性。

　　索膜結構的分析屬于小應變、大位移狀態，因此索膜結構屬于幾何非線性問題。非線性有限元法是應用虛位移原理形成修正的拉格朗日列式，建立結構的非線性有限元基本方程，根據任意假定的結構初始幾何以及事先設定的初始預張力，迭代計算并求解膜面的最小曲面或平衡曲面

　　形狀確定中考慮膜與索及支承結構的共同作用。由于實際工程中不一定可以找到最小曲面或者最小曲面不是設計者所希望得到的曲面，因此，可以控制尋找最小曲面，或者當最小曲面迭代次數很多仍然達不到給定精度時改找平衡曲面。在不同迭代步后改找平衡曲面，可以得到不同的曲面形式。當然，迭代得越接近最小曲面，改找的平衡曲面膜面應力分布越好.膜結構體系中索的預應力用以下辦法處理: 對需要控制預應力的索，定義其預應力，找形過程控制其預應力不改變; 其余的索不定義預應力，求實際內力

　　程序采用的是(修正的拉格朗日列式)格式，所有變量以時間t的位形作為參考位形，求解過程中參考位形是不斷改變的.經過了找形分析，確定了結構的幾何形狀及對應的預應力分布，即可進行索膜結構的荷載分析.由于膜材料的非線性，采用低精度單元的加密網格要比采用高精度單元的稀疏網格更加精確。膜材料是柔性材料，不能承受壓力。計算中間結果中單元內若出現壓力，表示該單元發生褶皺失效，應讓其退出工作直至其重新受拉。而在最終結果中是不允許出現壓應力的，否則就意味著褶皺的產生和外觀的破壞。若出現這種情況，應該考慮預應力大小是否合適，初始形狀和邊界條件是否合理。采用非線性有限元法，是考慮膜、索、桿、梁等單元的相互作用而進行綜合分析。相關推薦：哈爾濱膜結構材料如何選擇