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滑动索膜结构超压气球设计与形状修正
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作者 黄继平 赵海涛 +1 位作者 吴家喜 陈吉安 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期127-134,共8页
在探空科学超压气球设计时,通过在囊体表面布设加强筋的方式,可有效提高超压气球的抗压能力.为解决带有加强筋的超压气球在高“纬度”位置处膜面与加强筋的纵向应变差值较大问题,提出了一种滑动索膜结构超压气球的设计方案.该方案采用... 在探空科学超压气球设计时,通过在囊体表面布设加强筋的方式,可有效提高超压气球的抗压能力.为解决带有加强筋的超压气球在高“纬度”位置处膜面与加强筋的纵向应变差值较大问题,提出了一种滑动索膜结构超压气球的设计方案.该方案采用与囊体相对滑动的绳索代替与囊体固连的加强筋,更有利膜面应力传递.为了使囊体上应力沿环向分布更均匀,先在理论上进行了索膜结构膜面平衡形状分析,再根据分析中囊体膜面经、纬向曲率半径值与气球抗压能力的关系,采用一种对单幅囊体截面曲线进行椭圆修正的方法设计滑动索膜结构超压气球囊体.最后,以16幅膜面、直径为4 m的正球形超压气球为例,用有限元软件Abaqus建立了浮空状态超压气球的有限元模型对设计外形及修正外形进行验证,并分析了摩擦系数对索、膜匹配性的影响.结果表明:按该方案设计,气球承压极限值在一定范围内随在赤道截面绳索径向收紧量dl的增大而增大;且经过修正设计后的超压气球,膜面应力分布更均匀,能承更高超压量;另外,索、膜间摩擦系数仅仅在较小值范围内会影响气球受力分布,其值的减小能相应降低绳索应力. 展开更多
关键词 超压气球 加强筋 滑动索膜 修正设计 超压性能
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基于索滑移模型的空间索膜结构设计分析
2
作者 张庆港 于潇 +1 位作者 李桂旭 谷永振 《低温建筑技术》 2023年第8期29-32,36,共5页
针对空间索膜结构实际应用中会存在索相对薄膜滑移的问题,提出了一种考虑索滑移的索膜组合结构分析模型。利用能量变分原理推导了局部坐标系下空间索单元和膜单元非线性有限元方程,将索和膜单元方程公共项合并得到整体坐标系下索膜组合... 针对空间索膜结构实际应用中会存在索相对薄膜滑移的问题,提出了一种考虑索滑移的索膜组合结构分析模型。利用能量变分原理推导了局部坐标系下空间索单元和膜单元非线性有限元方程,将索和膜单元方程公共项合并得到整体坐标系下索膜组合结构非线性有限元方程。然后将薄膜对索单元节点的拉力分解到垂直于节点相邻两索单元的方向上。根据相邻两索单元张力与摩擦力之间的不等式关系建立了索滑移模型,给出了考虑索滑移的索膜结构非线性有限元方程迭代求解方法。最后将索滑移模型应用到空间索膜结构设计分析中,分析结果表明,索膜间摩擦力的存在会导致索张力不均匀,但在一定程度上可以提高薄膜抵抗外载荷的能力,索膜结构在载荷分析过程中需要考虑摩擦滑移对索膜结构的影响。 展开更多
关键词 索滑移模型 索膜结构 能量变分原理
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