Tensairity军用桥节力学性能研究

发布时间：2022-05-08 18:31

　　Tensairity结构是一种由低内压充气气囊、柔性拉索、刚性受压构件组成的新型结构体系,具有自重轻、运输体积小、架设速度快和承载能力强等特点。本文基于Tensairity梁结构,提出了Tensairity桥节设计方案,开展单向和双向Tensairity桥节力学性能研究。本文的主要工作和创新性成果如下:（1）运用Patran/Nastran有限元软件,建立了Tensairity结构有限元模型,对单向Tensairity梁结构实验进行了数值模拟,模拟结果与实验结果吻合较好,验证了本文数值模拟方法的可行性及合理性。（2）以Tensairity结构原理为设计依据,初步设计了单向Tensairity桥节。对Tensairity桥节在轮式荷载和履带荷载作用下的力学性能进行了分析。通过对跨径比、气囊内压、上弦压杆截面高度和下弦拉索直径结构参数的研究,得出了结构参数对各组成构件的变形和应力的影响规律,为Tensairity结构桥节工程设计提供技术参考。（3）将单向结构拓展为双向结构,提出了双向Tensairity桥节初步设计方案。采用数值模拟方法研究了结构在初始态和荷载态下的位移和应力,分析了气囊内... 

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 充气膜结构的研究现状
    1.3 Tensairity结构的研究现状
        1.3.1 Tensairity结构的概念
        1.3.2 Tensairity结构的特点
        1.3.3 Tensairity结构研究进展
    1.4 本文研究的主要内容
第二章 Tensairity结构数值建模研究
    2.1 Tensairity结构数值分析方法
        2.1.1 数值计算方法简介
        2.1.2 非线性问题的求解
        2.1.3 非线性静力有限元数值模拟流程
    2.2 Tensairity结构建模关键技术
        2.2.1 Tensairity结构单元模拟
        2.2.2 Tensairity结构边界条件模拟
    2.3 Tensairity梁结构的数值模拟
        2.3.1 实验模型简介
        2.3.2 有限元分析模型
        2.3.3 有限元分析结果
    2.4 本章小结
第三章 单向Tensairity桥节力学性能分析
    3.1 单向Tensairity桥节分析模型
    3.2 轮式荷载作用下Tensairity桥节分析
        3.2.1 加载位置与加载模型的确定
        3.2.2 有限元模型
        3.2.3 初始态分析
        3.2.4 荷载态分析
    3.3 履带荷载作用下Tensairity桥节分析
        3.3.1 加载简图与有限元模型
        3.3.2 履带荷载作用下Tensairity桥节的位移
        3.3.3 履带荷载作用下Tensairity桥节的应力
        3.3.4 履带荷载作用下Tensairity桥节的极限荷载
        3.3.5 Tensairity梁对桥节整体影响分析
    3.4 Tensairity桥节结构参数分析
        3.4.1 结构参数分析方案
        3.4.2 结构跨径比
        3.4.3 气囊内部压力
        3.4.4 上弦压杆截面高度
        3.4.5 下弦拉索直径
    3.5 本章小结
第四章 双向Tensairity桥节力学性能分析
    4.1 双向Tensairity桥节构型设计
    4.2 双向Tensairity桥节初始态分析
        4.2.1 结构方案
        4.2.2 有限元分析模型
        4.2.3 结构初始态力学性能
        4.2.4 结构初始态参数分析
    4.3 双向Tensairity桥节荷载态分析
        4.3.1 Tensairity桥节轮式荷载作用分析
        4.3.2 Tensairity桥节履带荷载作用分析
        4.3.3 Tensairity桥节结构参数分析
    4.4 单向Tensairity桥节与双向Tensairity桥节性能对比
    4.5 本章小结
第五章 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]气撑式张弦结构静力试验研究及有限元分析[J]. 曹正罡,范峰,严佳川,张雄迪,陈肖达.  建筑结构学报. 2012(05)
[2]充气梁承载力的试验研究分析[J]. 凌利改,杨风雷.  内江科技. 2011(09)
[3]薄膜充气梁有限元分析方法与结构特性研究[J]. 高海健,陈务军,付功义.  合肥工业大学学报(自然科学版). 2011(06)
[4]薄膜充气结构承弯性能的理论分析方法[J]. 陈帅,李斌,杨智春.  机械强度. 2011(03)
[5]纺锤形Tensairity结构基本力学性能研究[J]. 曹正罡,张雄迪,范峰,孙瑛.  土木工程学报. 2011(01)
[6]铝合金桥面板合理断面形式拓扑分析和优化[J]. 刘志文,辛亚兵,陈政清.  湖南大学学报(自然科学版). 2010(01)
[7]充气管展开过程仿真研究[J]. 彭路,王生,张向强.  计算机仿真. 2009(04)
[8]充气薄膜管的弯皱行为分析[J]. 王长国,杜星文,赫晓东.  工程力学. 2009(02)
[9]充气梁展开仿真研究[J]. 张向强,任维佳,姜鲁华,王生.  计算机仿真. 2008(05)
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硕士论文
[1]气撑式张弦结构基本力学性能研究[D]. 张雄迪.哈尔滨工业大学 2009
[2]充气膜结构充气过程的计算机仿真[D]. 李士民.同济大学 2008
[3]充气膜结构的设计方法与成形过程分析[D]. 王珏.同济大学 2008
[4]充气拱结构的试验研究与稳定性分析[D]. 赵雪灵.长安大学 2007
[5]基于ANSYS的索杆梁膜结构整体分析[D]. 李辉.山东大学 2007
[6]大型充气膜结构特性分析与高强膜材试验研究[D]. 赵大鹏.上海交通大学 2007
[7]膜结构的褶皱分析理论与数值模拟[D]. 全亮.哈尔滨工业大学 2006



本文编号：3652160