工程办现实文栏目供给最新工程办现实文格局、工程办理硕士论文范文。概况征询QQ:869156324(颁发);357500023(论文教导)

打仗单位在板锥网壳布局中的应用

日期:2021年03月11日 编辑:ad201107111759308692 作者:龙8 论文网 点击次数:82
论文价钱:150元 论文编号:lw202102251341492151 论笔墨数:49855 所属栏目:工程办现实文
论文地域:中国 论文语种:中文 论文用处:硕士毕业论文 Master Thesis

本文是一篇工程办现实文,本文将打仗标题标题题目引入板锥网壳布局数值计较中,学习打仗标题标题题目各影响身分对板锥网壳布局静力阐发的影响,并经由过程对照打仗模子与完整调和模子阐发打仗单位在板锥网壳布局静力阐发及能源阐发中的感化。经由过程学习,得出论断:(1)按照多少干系及打仗特征,体例呼应法式完成板锥网壳布局打仗模子的主动建模,为后续学习任务打下根本。(2)板锥柱面网壳布局静力阐发中打仗刚度取 2E8N/m-2E15N/m,板锥球面网壳布局打仗刚度取 2E8N/m-2E14N/m 时,能够或许或许或许保证布局的内力、位移和穿透值在可接管规模内,同时保证了计较精度与计较效力。初始空隙的巨细对板锥网壳布局杆件最大轴力及节点最大挠度的影响不大,对腹板最大等效应力的影响较大,等效应力跟着初始空隙的增大而增大。磨擦系数对布局腹板最大等效应力、杆件最大轴力、节点最大挠度的影响不大,对布局静力阐发的影响能够或许或许疏忽不计。


第一章 绪论


1.1 学习背景及意思

空间布局作为一个标记,权衡着国度的成长程度,其布局情势首要有索膜布局、网壳布局、网架布局等等。此中,板片空间布局是一种新型的空间布局体系,这类布局体系是由薄板和金属骨架这两种构件组合而成的,具备轻质高强的长处,其布局是由如图1-1、图 1-2、图 1-3 所示的单位构成的。板锥网壳布局属于板片空间布局的一种布局范例,是由薄板构成三角锥、四角锥等各种锥体,将这些锥体沿着网壳布局的曲线顺次安排,锥体顶部再经由过程金属杆件毗连起来的一种空间布局体系。板锥网壳布局是一种具备装潢、维护、承重功效的空间布局,具备工场化出产的长处,能够或许或许或许加速施工效力,且因为板片之间的彼此支持,进步了全体的刚度及不变性,其成长远景很高。

图 1-3 板锥网壳布局

........................


1.2 学习停顿

1.2.1 板锥网壳布局现实学习停顿

外洋对板锥网壳布局的学习阐发首要集合在布局情势方面,板锥网壳布局的最早显现是基于富勒提出的短程线网壳显现的,厥后凯撒铝公司将这类布局情势普遍应用于集会厅、学校等工程中,最具代表性的是位于纽约州埃尔迈拉学院的短程线型组合穹顶运动场建筑群,其净跨到达了 71 米。

外洋对板锥网壳布局的学习在布局阐发方面使用等代的阐发方式来简化计较,这类经由过程等代的道理来计较的方式转变了本来的布局情势,以是会存在误差[1][2]。国际学者对板锥网壳布局也睁开了相干学习。董石麟等先容了板锥网壳布局的观点、长处、成长过程、工程实例等根基信息[3]。邵媛英等阐发了板锥网壳布局的分类、将锥体形状参数化,使用有限元法对布局的铰接模子、刚接模子和局部刚接局部铰接模子停止比拟阐发,得出论断普通情形下铰接模子能够或许或许或许知足请求[4][5][6]。

文献[7]-[10]作者对板锥网壳布局的静力特征方面停止了阐发。董石麟等提出并先容了板锥网壳布局该若何毗连锥体底部和顶部,阐发了布局的静力特征和矢跨比、腹板材料这两个身分的影响状况,并经由过程与双层网壳布局对照得出论断板锥网壳布局静力机能比拟优胜[7]。和海芳、文献民等在静力感化下,阐发两种差别支承前提的布局内力与位移情形并停止比拟,成果是端部支承的情形下布局的全体刚度远小于两长边支承的情形[8]。王凡阐发了布局情势、边境前提等静力特征影响身分的影响[9]。何素净、杨宏林平别离对短程线型板锥网壳布局与双层网壳布局停止静力与能源阐发,得出论断板锥网壳布局机能比拟优胜[10]。

.........................


第二章 板锥网壳布局打仗模子的成立


2.1 打仗算法

ANSYS 有壮大的阐发功效,对点-点打仗阐发供给了四种打仗算法,别离是罚函数法、纯拉格朗日乘子法、增广拉格朗日乘子法、夹杂算法。

罚函数法便是在打仗界面上,经由过程以打仗刚度作为刚度的“弹簧”成立起打仗力与穿透值之间的力学干系 F   KΔ。在现实布局中,打仗物体之间是不能彼此侵入的,穿透值Δ 无穷小,此时打仗刚度无穷大,这一点在计较机中很难做到,太大的打仗刚度会使得刚度矩阵显现病态,计较收敛坚苦。普通打仗刚度应当慢慢试算,直到打仗物之间的穿透值充足小,而又不会使刚度矩阵显现病态,这便是适合的打仗刚度的值。ANSYS中若是接纳罚函数法,请求指定打仗法向和切向刚度值 FKN,FKS。

纯拉格朗日乘子法经由过程振荡节制参数 TOLN、FTOL 来节制打仗状况,此中,TOLN是最大许可穿透值,FTOL 是最大许可拉伸打仗力。现实上,纯拉格朗日乘子法请求在打仗闭应时保证零穿透,在粘着打仗发生时保证零滑移。纯拉格朗日乘子法在模子中增添了附加自在度,这就须要更多的迭代来不变打仗前提,是以计较时候较长。节制参数TOLN 和 FTOL 是为因打仗状况变更而发生打仗振荡的模子供给不变性。TOLN、FTOL的值若是太小,计较所需迭代次数增加,计较时候长。若是太大,打仗模子许可必然的穿透力或拉伸打仗力,则会致使成果不切确。以是在肯定 TOLN、FTOL 的值时,须要综合斟酌时候与精度,肯定公道取值。纯拉格朗日乘子法的缺乏的地方在于,用该方式时刚度矩阵会显现零对角元,这限定了求解器的挑选,拉格朗日乘子法只能用间接求解器求解。

....................


2.2 打仗模子的成立

2.2.1 有限元单位

本文一切模子接纳以下三种单位:

1.杆单位

板锥网壳布局中的金属骨架接纳杆单位 LINK180。LINK180 单位是具备 6 个自在度的双节点三维杆单位,单位每一个节点有 3 个自在度。工程中的桁架、电缆、连杆、弹簧等构件都能够或许或许用这个单位来摹拟。LINK180 的受力性子相称于铰接,不会发生弯矩。以是,在板锥网壳布局中,上弦杆与锥体顶部毗连时,接纳 LINK180 单位,因为杆单位节点只要 UX、UY、UZ 三个自在度,其毗连点默许铰接,不须要别的设置。别的,LINK180单位还能够或许或许斟酌大变形、塑性、蠕变等情形,当大变形开关翻开时,应力刚化效应默许翻开。

图 2-1 LINK180 单位 图 2-2 SHELL181 单位

........................


第三章 板锥网壳布局斟酌打仗单位的静力阐发.........................23

3.1 打仗刚度对静力阐发的影响..............................23

3.1.1 打仗刚度对板锥柱面网壳布局静力阐发的影响...................23

3.1.2 打仗刚度对板锥球面网壳布局静力阐发的影响......................29

第四章 板锥网壳布局斟酌打仗单位的能源阐发...........................56

4.1 板锥网壳布局自振特征阐发........................56

4.1.1 多自在度体系无阻尼自在振动.....................56

4.1.2 板锥网壳布局自振特征阐发..........................57

第五章 结语................................78

5.1 本文首要论断......................78

5.2 进一步的瞻望与假想....................................79


第四章 板锥网壳布局斟酌打仗单位的能源阐发


4.1 板锥网壳布局自振特征阐发

4.1.1  板锥网壳布局自振特征阐发

因为布局的自振特征与地动呼应有很是紧密亲密的干系,以是对布局停止自振特征阐发是必不可少的。本节以 3.4.1 中算例及 3.4.2 中算例的模子为例,对板锥网壳布局停止自振特征阐发,学习打仗单位对该布局自振特征的影响。布局自振频次变更图见图 4-1、图 4-2,布局的前十阶自振频次如表 4-1 所示:

图 4-1 板锥柱面网壳布局自振频次变更图

........................


第五章 结语


5.1 本文首要论断

本文将打仗标题标题题目引入板锥网壳布局数值计较中,学习打仗标题标题题目各影响身分对板锥网壳布局静力阐发的影响,并经由过程对照打仗模子与完整调和模子阐发打仗单位在板锥网壳布局静力阐发及能源阐发中的感化。

经由过程学习,得出论断:

(1)按照多少干系及打仗特征,体例呼应法式完成板锥网壳布局打仗模子的主动建模,为后续学习任务打下根本。

(2)板锥柱面网壳布局静力阐发中打仗刚度取 2E8N/m-2E15N/m,板锥球面网壳布局打仗刚度取 2E8N/m-2E14N/m 时,能够或许或许或许保证布局的内力、位移和穿透值在可接管规模内,同时保证了计较精度与计较效力。初始空隙的巨细对板锥网壳布局杆件最大轴力及节点最大挠度的影响不大,对腹板最大等效应力的影响较大,等效应力跟着初始空隙的增大而增大。磨擦系数对布局腹板最大等效应力、杆件最大轴力、节点最大挠度的影响不大,对布局静力阐发的影响能够或许或许疏忽不计。

(3)经由过程对照打仗模子与完整调和模子静力阐发成果,成果显现:两种模子中内力与位移的变更纪律分歧。颠末对照,打仗模子中板锥网壳布局局部单位的计较成果与完整调和模子相差较大,以是将打仗标题标题题目斟酌进板锥网壳布局受力阐发中是很有须要的。

(4)板锥网壳布局的自振频次麋集,不较着的周期性。打仗模子与完整调和模子计较得出的自振频次相差不大,变更均在 1%之内。两种布局的打仗模子及完整调和模子对应的振型也根基类似。打仗单位对板锥网壳布局自振特征阐发的数值计较影响能够或许或许疏忽不计。

参考文献(略)

该论文为免费论文,请扫描二维码增加客服职员采办全文。