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张拉整体三棱柱几何作图法找形与找力 预览
1
作者 尚仁杰 《力学与实践》 北大核心 2019年第6期718-723,共6页
力学和几何学是密不可分的,本文给出了一种几何作图法进行端面平行时张拉整体三棱柱的找形方法和作图确定自平衡内力大小的找力方法,并推导出找形后张拉整体三棱柱自平衡内力的力密度计算公式,通过算例验证了几何作图法找形与找力的正... 力学和几何学是密不可分的,本文给出了一种几何作图法进行端面平行时张拉整体三棱柱的找形方法和作图确定自平衡内力大小的找力方法,并推导出找形后张拉整体三棱柱自平衡内力的力密度计算公式,通过算例验证了几何作图法找形与找力的正确性。几何作图法找形和找力方法操作简单,直观可控,可以在CAD软件中实现,甚至可以纸上手绘实现;自平衡力密度公式简单,表达直观,是力密度法的一种几何实现。 展开更多
关键词 张拉整体三棱柱 找形 找力 力密度法 几何作图法
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天津理工大学体育馆复合式索穹顶结构分析与设计
2
作者 闫翔宇 马青 +4 位作者 陈志华 于敬海 韩芳冰 王鑫 李涛 《建筑钢结构进展》 CSCD 北大核心 2019年第1期23-29,44共8页
天津理工大学体育馆屋盖结构平面投影为椭圆形,长轴为102m、短轴为82m,周圈为短轴高、长轴低的马鞍形双曲线。屋盖结构采用外圈Levy式、内圈Geiger式的新型复合式索穹顶结构。采用力密度法确定了拉索的初始预应力模态,并根据结构的荷载... 天津理工大学体育馆屋盖结构平面投影为椭圆形,长轴为102m、短轴为82m,周圈为短轴高、长轴低的马鞍形双曲线。屋盖结构采用外圈Levy式、内圈Geiger式的新型复合式索穹顶结构。采用力密度法确定了拉索的初始预应力模态,并根据结构的荷载和受力情况确定了最终预应力取值。分析了支座刚度以及屋面支承系统对结构静力性能的影响,最终确定采用边界为三向铰接并考虑屋面支承系统作用的模型作为计算模型。采用时程分析法计算了索穹顶结构在地震作用下的反应,结果表明地震参与组合对索穹顶结构的计算不起控制作用。 展开更多
关键词 复合式索穹顶 找力分析 力密度法 预应力 边界刚度 时程分析
力密度在悬索结构找形中的应用 预览
3
作者 杨正武 《四川建材》 2019年第1期94-95,98共3页
力密度形状寻找是一种确定工程中悬索结构初始形状的方法。根据电缆部分假定的力密度值,仅需要线性方程组的解来获得平衡的表面几何形状。本文通过Matlab软件编写了Force密度程序。
关键词 力密度法 MATLAB 找形
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一种环柱天线的索网结构设计与分析方法 预览
4
作者 刘阳 李团结 +1 位作者 陈聪聪 唐雅琼 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期43-48,共6页
为了解决环柱天线复杂索网结构的网面和预应力设计难题,根据环柱天线结构组成确定了环柱天线索网的几何构型.考虑到索网结构中索段数目即变量个数和种类较多,将索网结构分为前、后索网两部分分别进行预应力设计.根据前索网对称特性进行... 为了解决环柱天线复杂索网结构的网面和预应力设计难题,根据环柱天线结构组成确定了环柱天线索网的几何构型.考虑到索网结构中索段数目即变量个数和种类较多,将索网结构分为前、后索网两部分分别进行预应力设计.根据前索网对称特性进行变量归并,采用力密度法计算前索网预应力分布,完成部分索网节点坐标修正.根据前索网预应力由节点力平衡方程获得其余索网预应力.利用有限元软件对设计结果进行验证,仿真结果显示,采用所述方法设计的网面具有较高的精度,索网结构设计方法是有效的. 展开更多
关键词 可展开天线 环柱天线 索网结构 力密度 预应力 结构设计
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结构找形分析技术在复杂造型项目中的应用
5
作者 梁道轩 侯胜利 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2019年第22期28-33,共6页
对于复杂造型的建筑,寻找高效的结构形式是项目实施的关键,利用参数化找形分析技术调整结构的形式越来越广泛地被应用到工程中。以复杂结构为项目背景,介绍了参数化找形分析的原理及应用,并阐述了参数化找形分析在项目方案阶段的优势。... 对于复杂造型的建筑,寻找高效的结构形式是项目实施的关键,利用参数化找形分析技术调整结构的形式越来越广泛地被应用到工程中。以复杂结构为项目背景,介绍了参数化找形分析的原理及应用,并阐述了参数化找形分析在项目方案阶段的优势。结合项目中所遇到的问题及其解决方法进行了经验总结,结果表明:力密度分析法和推力线网络分析法比较适合体型比较复杂的项目,粒子弹簧系统分析法比较适合网壳采光顶项目并可提高网格标准化率。 展开更多
关键词 参数化建模 结构找形 力密度分析法 推力线网络分析法 粒子弹簧系统分析法
基于摄影测量的充气膜结构有限元建模方法 被引量:1
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作者 赵兵 陈务军 +2 位作者 胡建辉 邱振宇 赵俊钊 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期141-148,共8页
为了对正常使用过程中的充气膜结构进行荷载和动态特性等进一步分析和安全评价,提出了基于摄影测量的在役充气膜结构有限元模型建立方法。首先,采用三维摄影测量法对正常使用过程中的充气膜结构外形进行测量,并利用压力传感器测得相应... 为了对正常使用过程中的充气膜结构进行荷载和动态特性等进一步分析和安全评价,提出了基于摄影测量的在役充气膜结构有限元模型建立方法。首先,采用三维摄影测量法对正常使用过程中的充气膜结构外形进行测量,并利用压力传感器测得相应的充气内压。然后,基于测量的外形及内压,将连续的膜面离散为膜线,并将内压按从属面积分配到相应的节点上,应用引入线性调整理论的索杆体系找力分析理论对膜线的力密度进行计算。随后,基于杆系结构平衡矩阵理论和小变形假定,应用非线性协调矩阵广义逆法,对结构的零应力态进行求解。最后,将得到的零应力态作为初始模型,利用有限元软件对其进行充气数值模拟,得到正常使用状态下的充气膜结构有限元模型。通过ETFE气枕模型的测量试验,验证了所提出的方法。 展开更多
关键词 充气膜结构 有限元模型 膜面外形 摄影测量 力密度法
附加索对三杆张拉整体结构的影响分析 预览
7
作者 罗阿妮 程建军 +2 位作者 李全贺 李旭 刘贺平 《大连工业大学学报》 CAS 北大核心 2017年第1期71-75,共5页
张拉整体结构是由不连续的受压杆构件和连续的受拉绳索组成的特殊索杆结构,它具有质量轻、刚度高、材料利用率高的特性。研究对三杆张拉整体结构,通过添加附加索来拓展其稳定构型范围。首先,通过结构的力平衡分析,获得添加附加索前后结... 张拉整体结构是由不连续的受压杆构件和连续的受拉绳索组成的特殊索杆结构,它具有质量轻、刚度高、材料利用率高的特性。研究对三杆张拉整体结构,通过添加附加索来拓展其稳定构型范围。首先,通过结构的力平衡分析,获得添加附加索前后结构保持稳定构型的扭转角度取值范围。然后根据节点坐标与连接矩阵求取构件向量并建立结构的平衡矩阵。最后通过MATLAB仿真编程分析验证了添加附加索后三杆张拉整体结构的稳定构型,范围从基本构型的两个单值角扩展到以这两个角为边界的闭区间域。 展开更多
关键词 张拉整体结构 稳定性 力密度法
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基于能量优化的桁架几何非线性问题力密度法
8
作者 高冀峰 王勇 常磊 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期221-225,共5页
力密度法最初是求解膜结构找形问题的方法,经发展可用于计算桁架结构的几何非线性问题。本文应用力密度法建立结构变形后的非线性平衡方程及相应的雅可比矩阵,用于迭代求解;从能量原理出发,推导出杆单元应变能、外荷载势能、结构总势能... 力密度法最初是求解膜结构找形问题的方法,经发展可用于计算桁架结构的几何非线性问题。本文应用力密度法建立结构变形后的非线性平衡方程及相应的雅可比矩阵,用于迭代求解;从能量原理出发,推导出杆单元应变能、外荷载势能、结构总势能在每次迭代位移方向上关于步长λ的显式列式。相对于固定步长的牛顿法,本文将最优迭代步长λ引入求解,使结构在每次迭代位移方向上均达到总势能最小。经桁架算例验证,表明该方法可加快计算收敛进程。 展开更多
关键词 几何非线性 力密度法 牛顿迭代法 最优步长
单层球面网壳结构找形研究
9
作者 田伟 董石麟 赵阳 《空间结构》 CSCD 北大核心 2014年第2期9-14,共6页
将柔性结构中找形的概念应用于刚性结构,提出基于力密度法的球面网壳结构的找形方法.在找形过程中考虑自重,解决了高斯曲率为正的球面网壳的找形问题,并且通过找形基本消除了自重引起的弯矩和剪力.找形得到的网壳结构与传统的球面网壳... 将柔性结构中找形的概念应用于刚性结构,提出基于力密度法的球面网壳结构的找形方法.在找形过程中考虑自重,解决了高斯曲率为正的球面网壳的找形问题,并且通过找形基本消除了自重引起的弯矩和剪力.找形得到的网壳结构与传统的球面网壳在曲面外形上仅有微小的差别,但网格划分更均匀,几何形体更优美,承载能力也有较大幅度的提高.本文提出的找形方法收敛性好,效率高,为球面网壳结构的设计提供了新的方法和思路. 展开更多
关键词 球面网壳 刚性结构 找形 力密度法 稳定承载力
建筑膜结构应用方法常见问题分析 预览
10
作者 夏志祥 《塑料制造》 2012年第1期 73-74,77,共3页
建筑膜结构是由膜材料内充空气压力支撑膜面,或利用柔性钢索或刚性支撑结构使膜产生一定的预张力,从而形成具有一定刚度,能够覆盖大空间的结构体系。本文通过常用建筑膜材料种类,建筑膜结构的特性,建筑膜结构的形式等的论述,指出... 建筑膜结构是由膜材料内充空气压力支撑膜面,或利用柔性钢索或刚性支撑结构使膜产生一定的预张力,从而形成具有一定刚度,能够覆盖大空间的结构体系。本文通过常用建筑膜材料种类,建筑膜结构的特性,建筑膜结构的形式等的论述,指出了建筑膜结构应用方法中存在的问题。 展开更多
关键词 建筑膜结构 (非线性)有限元法 力密度法 动力松驰法
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单层柱面网壳结构的找形 被引量:3
11
作者 田伟 董石麟 赵阳 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期 241-246,共6页
该文研究刚性网壳结构的合理找形问题,将柔性结构中广泛应用的找形概念引入刚性结构,提出基于力密度法的单层柱面网壳结构的找形方法。通过在找形过程中引入自重,解决了高斯曲率为零的柱面网壳的找形问题,且通过合理找形可基本消除... 该文研究刚性网壳结构的合理找形问题,将柔性结构中广泛应用的找形概念引入刚性结构,提出基于力密度法的单层柱面网壳结构的找形方法。通过在找形过程中引入自重,解决了高斯曲率为零的柱面网壳的找形问题,且通过合理找形可基本消除自重引起的弯矩和剪力。找形得到的网壳结构与传统柱面网壳在曲面外形上比较相近,但可大幅度提高单层柱面网壳结构的承载能力。该文提出的找形方法效率高、收敛性好,为单层柱面网壳结构的设计开拓了新的方法和思路。 展开更多
关键词 单层柱面网壳 刚性结构 找形 力密度法 稳定承载力
共轭梯度法在膜结构分析中的应用 预览
12
作者 高振宇 《山西建筑》 2010年第18期 45-46,共2页
基于力密度法应用于膜结构分析时需求解大型线性方程组,并结合该方程组具有稀疏、对称及正定的特点,提出采用共轭梯度法对其进行求解,通过算例分析证明,该算法收敛快、精度高,是求解力密度方程组高效、可靠的数值分析方法。
关键词 共轭梯度法 膜结构 力密度法
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基于有限元和虚位移原理的电机内电磁力密度计算新方法 被引量:10
13
作者 李志强 罗应立 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期71-77,共7页
电机内电磁力密度的精确计算对电机的结构设计及故障诊断具有重要意义,然而目前尚缺乏简便实用的电磁力密度数值计算方法。为此,在有限元分析方法(finite element method,FEM)和局部虚位移法的基础上,按虚功等效的原则建立由等效... 电机内电磁力密度的精确计算对电机的结构设计及故障诊断具有重要意义,然而目前尚缺乏简便实用的电磁力密度数值计算方法。为此,在有限元分析方法(finite element method,FEM)和局部虚位移法的基础上,按虚功等效的原则建立由等效节点力进一步计算介质内部电磁力密度和不同介质交界面处电磁应力的数学模型,进而推导了二维平行平面场条件下的具体计算公式。实例计算表明,与其它算法相比,该方法在相同剖分下具有较高的计算精度,且计算结果受剖分的影响较小。 展开更多
关键词 电磁力密度 有限元 等效节点力 虚位移 局部电磁力
基于力密度的交互式B样条曲面变形 预览 被引量:2
14
作者 韩丽 Raffaele De Amicis 祁瑞华 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2009年第9期 1900-1907,共8页
由于传统曲面造型方法缺乏直观调控及难于交互的局限性,强调了基于力学平衡和力密度方法的物理造型策略,通过建立外载荷变化和节点位移等物理意义的最小化线性方程从而实现B样条曲面的自适应性变形调整。系统地给出了基于各种几何约... 由于传统曲面造型方法缺乏直观调控及难于交互的局限性,强调了基于力学平衡和力密度方法的物理造型策略,通过建立外载荷变化和节点位移等物理意义的最小化线性方程从而实现B样条曲面的自适应性变形调整。系统地给出了基于各种几何约束下通用的几何求解方法,并进一步提出了交互式目标曲线与区域曲线自由绘制的曲面整体和局部变形技术。实验结果验证了此方法的高效性。 展开更多
关键词 力密度方法 几何约束 交互式曲面变形 B样条曲面
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膜结构找形分析中的混合法 预览 被引量:1
15
作者 温世峰 支希哲 《计算机仿真》 CSCD 2008年第7期 341-344,共4页
在膜结构设计过程中一个很重要也是不可或缺的过程就是找形分析。常用的找形方法有力密度法、动力松弛法和非线性有限元法。力密度法原理简单但找形结果往往不能满足精度要求;非线性有限元法结果精度高但存在确定初始坐标问题和非线性... 在膜结构设计过程中一个很重要也是不可或缺的过程就是找形分析。常用的找形方法有力密度法、动力松弛法和非线性有限元法。力密度法原理简单但找形结果往往不能满足精度要求;非线性有限元法结果精度高但存在确定初始坐标问题和非线性系统的收敛问题。针对力密度法和非线性有限元法的不足,在综合以上两种方法后得到了混合法对膜结构进行找形,并在Matlab和Ansys中编写了相应的程序模拟实现了混合法找形。结合两个实际工程说明了混合法找形可以应用于大型复杂柔性体系的找形,同时证明了混合法找形的先进性和可行性。 展开更多
关键词 膜结构 力密度法 非线性有限元法 混合法
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曲面上曲线约束变形及光顺技术研究 预览 被引量:4
16
作者 王青 李江雄 +1 位作者 柯映林 刘伟 《浙江大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期 1573-1579,共7页
建立曲面上曲线的离散表达模型,并提出一种基于力密度方法的曲线形状调整和光顺算法.基于曲线控制网格与索网结构的耦合关系,建立外载荷变化最小、外载荷最小、杆长度最小和节点位移最小等优化模型,在统一求解框架下实现曲线的约束... 建立曲面上曲线的离散表达模型,并提出一种基于力密度方法的曲线形状调整和光顺算法.基于曲线控制网格与索网结构的耦合关系,建立外载荷变化最小、外载荷最小、杆长度最小和节点位移最小等优化模型,在统一求解框架下实现曲线的约束变形.由外载荷最小和节点位移最小的线性组合建立曲线的光顺模型,可以对曲面上离散曲线的形状和光顺性进行有效的控制,用于曲线的局部和全局光顺.通过以约束的形式限定点的位置,可使曲线在光顺过程中插值目标点.应用实例验证了算法的有效性. 展开更多
关键词 力密度方法 曲面上曲线 约束变形 曲线光顺 反求工程
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基于力密度方法的NURBS曲线和曲面变形框架 预览 被引量:7
17
作者 王青 柯映林 李江雄 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期 135-142,共8页
提出基于力密度方法的统一求解策略,实现NURBS曲线和曲面的精确变形。将控制网格类比为空间索网结构,分别建立外载荷变化最小、外载荷最小、杆阻尼长度最小和节点位移最小等四种表达不同几何和物理意义的最小化模型来驱动变形,并以... 提出基于力密度方法的统一求解策略,实现NURBS曲线和曲面的精确变形。将控制网格类比为空间索网结构,分别建立外载荷变化最小、外载荷最小、杆阻尼长度最小和节点位移最小等四种表达不同几何和物理意义的最小化模型来驱动变形,并以控制顶点在变形前后的位移为变量,建立统一表达的目标函数方程,便于多个最小化模型组合使用,满足特定的变形需要。由于目标函数的二次性以及约束的线性化处理,优化问题可以通过Lagrange乘子法转化为线性问题进行求解。在计算中引入目标函数快速求解算法,使变形设计可以满足实时交互操作的需要。应用实例表明,该算法可以应用于细节特征设计和反求建模等复杂曲面造型。 展开更多
关键词 形状修改 力密度方法 约束优化 概念设计 反求工程
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膜结构初始形状确定的几种方法 预览
18
作者 钟建红 刘训臣 王文贞 《建材技术与应用》 2006年第1期 4-6,共3页
概述了膜结构的找形概念和物理模型方法。论述了常用的力密度法、动力松弛法、非线性有限元法等3种找形方法的基本原理及各自的特点。介绍了这3种找形理论的新发展。
关键词 膜结构 找形 力密度法 动力松弛法 非线性有限元法
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最小二乘法在索网结构力密度法找形中的应用 预览 被引量:1
19
作者 袁兵 苏建华 《广州大学学报:自然科学版》 CAS 2006年第4期 59-62,共4页
在索网结构力密度法找形的基础上,采用最小二乘法对找形后索力结果进行优化计算,从而解决找形后的索力参差的问题,弥补了力密度法找形的不足.最后给出算例,验证了方法的可行性.
关键词 索网结构 力密度法 最小二乘法
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张力膜结构的设计与施工--某小商品城入口膜结构工程 预览
20
作者 金聪 《结构工程师》 2006年第2期 84-87,共4页
以小商品城入口膜结构工程为例,结合力密度法找形、非线性有限元荷载分析、测地线裁切等基本理论,给出大型张力膜结构的设计与施工方法,总结了膜结构设计、施工的一些要点和经验,能给同类工程提供有益的参考.
关键词 张力膜结构 力密度法 找形 测地线 裁切 结构设计
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