現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，面臨越來越多的機(jī)構(gòu)分析問題。以張力結(jié)構(gòu)、開啟結(jié)構(gòu)為代表的一些新型空間結(jié)構(gòu)體系實(shí)際上就屬于傳統(tǒng)意義上的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，同時(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動原理也時(shí)常在大型結(jié)構(gòu)的施工方法中采用。機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形態(tài)解析是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。本文以單機(jī)構(gòu)位移模態(tài)的鉸接桿件體系為研究對象，重點(diǎn)討論桿件體系的可動性、機(jī)構(gòu)運(yùn)動路徑數(shù)值跟蹤策略和運(yùn)動分岔等三方面問題。論文首先從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的能量準(zhǔn)則入手，對鉸接桿件體系的機(jī)動特性和幾何穩(wěn)定性進(jìn)行了系統(tǒng)的理論詮釋。指出常規(guī)的鉸接桿系的機(jī)動特性分析實(shí)際上是一類特殊的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性判別問題，Maxwell準(zhǔn)則和平衡矩陣準(zhǔn)則均是系統(tǒng)勢能二階變分正定性條件的退化解。文中還詳細(xì)分析了鉸接桿件體系協(xié)調(diào)矩陣的構(gòu)成，回顧了協(xié)調(diào)矩陣的奇異值分解方法，并對協(xié)調(diào)矩陣的四個(gè)子空間向量的物理意義進(jìn)行了詳細(xì)說明。論文指出，Maxwell準(zhǔn)則與平衡矩陣準(zhǔn)則對于桿系機(jī)構(gòu)可動性的判別并不完善，其主要原因是這兩類準(zhǔn)則均是系統(tǒng)勢能二階變分特性的反應(yīng)。論文從能量準(zhǔn)則的角度，分析了一類奇異桿件體系——無窮小機(jī)構(gòu)的可動性條件，發(fā)現(xiàn)這類體系的可動性必須通過系統(tǒng)勢能的更高階變分的正定性來判定。文中闡明了協(xié)調(diào)方程是桿系機(jī)構(gòu)運(yùn)動形... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

漢城奧運(yùn)會體操館應(yīng)稱為“自應(yīng)力[71”，是由系統(tǒng)自身產(chǎn)生的非荷載效應(yīng)的初始平衡內(nèi)力，以下均稱該類預(yù)應(yīng)力為“自應(yīng)力”)提供剛度來承受外部荷載

圖1.2TRW公司研制的太陽花剛性表面展開天線的收縮和展開狀態(tài)展開時(shí)，其從動部分由于和主動部分通過鉸鏈連接，也能跟隨同步展開。當(dāng)主動展開的6片天線鎖定之后，整個(gè)天線成型。另一方面則是應(yīng)用于土木工程，圖1.3所示是1989年建成的加拿大多倫多天空彎頂(Skydome，直徑203m)，該彎頂?shù)奈菝媸堑湫偷目砷_啟體系。其屋面分為四個(gè)部分，分別為一個(gè)固定部分④和三個(gè)可動部分①、②、③。當(dāng)其開啟時(shí)，首先部分②采用平動方式疊合到部分④，此時(shí)屋面開啟約四分之一;接下來部分①也采用平動方式疊合到部分④，此時(shí)屋面開啟約二分之一;最后部分③采用繞豎直軸轉(zhuǎn)動的方式也疊合到部分④，屋面開啟約四分之三，此時(shí)屋面己開啟到最大。無論是宇航工程還是土木工程中的可展(開啟)結(jié)構(gòu)，其幾何上的可變性來自于功能需求，即要求體系可發(fā)生機(jī)構(gòu)運(yùn)動以滿足可展開或開啟的目的。展開結(jié)構(gòu)的研究注重從幾何上討論該體系的可展開性，以及運(yùn)動的形態(tài)、驅(qū)動和控制，其重要性遠(yuǎn)大于受力分析。

圖 1.2TRW公司研制的太陽花剛性表面展開天線的收縮和展開狀態(tài)展開時(shí)，其從動部分由于和主動部分通過鉸鏈連接，也能跟隨同步展開。當(dāng)主動展開的6片天線鎖定之后，整個(gè)天線成型。另一方面則是應(yīng)用于土木工程，圖1.3所示是1989年建成的加拿大多倫多天空彎頂 (Skydome，直徑203m)，該彎頂?shù)奈菝媸堑湫偷目砷_啟體系。其屋面分為四個(gè)部分，分別為一個(gè)固定部分④和三個(gè)可動部分①、②、③。當(dāng)其開啟時(shí)，首先部分②采用平動方式疊合到部分④，此時(shí)屋面開啟約四分之一;接下來部分①也采用平動方式疊合到部分④，此時(shí)屋面開啟約二分之一;最后部分③采用繞豎直軸轉(zhuǎn)動的方式也疊合到部分④，屋面開啟約四分之三，此時(shí)屋面己開啟到最大。無論是宇航工程還是土木工程中的可展(開啟)結(jié)構(gòu)，其幾何上的可變性來自于功能需求，即要求體系可發(fā)生機(jī)構(gòu)運(yùn)動以滿足可展開或開啟的目的。展開結(jié)構(gòu)的研究注重從幾何上討論該體系的可展開性

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于構(gòu)件層次的鉸接桿系結(jié)構(gòu)幾何穩(wěn)定性討論[J]. 鄧華,謝艷花.  固體力學(xué)學(xué)報(bào). 2006(02)
[2]柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)整體成形的施工新技術(shù)——支柱水平滑移法[J]. 卓新,吳杰,干鋼.  建筑施工. 2006(01)
[3]攀達(dá)穹頂技術(shù)工法的原理和應(yīng)用前景[J]. 王小盾,余建星,陳志華,川口衛(wèi).  建筑技術(shù). 2004(05)
[4]108m×90m柱面網(wǎng)殼整體提升施工方法[J]. 胡寧,羅堯治,董石麟.  科技通報(bào). 2003(04)
[5]索穹頂結(jié)構(gòu)施工控制反分析[J]. 袁行飛,董石麟.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2001(02)
[6]論時(shí)變結(jié)構(gòu)力學(xué)[J]. 王光遠(yuǎn).  土木工程學(xué)報(bào). 2000(06)
[7]荷載緩和體系的受力性能研究[J]. 單建,易軍,鄭勤剛.  工程力學(xué). 1999(03)
[8]圓形平面軸對稱索穹頂結(jié)構(gòu)施工過程跟蹤計(jì)算[J]. 唐建民,沈祖炎.  土木工程學(xué)報(bào). 1998(05)

碩士論文
[1]斜拉懸掛屋蓋結(jié)構(gòu)的形態(tài)和抗震性能分析[D]. 劉勇.浙江大學(xué) 2006
[2]索桿張力結(jié)構(gòu)的施工成型和平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形態(tài)分析[D]. 伍曉順.浙江大學(xué) 2006
[3]桿件撤除體系幾何穩(wěn)定性判斷及機(jī)構(gòu)體系多平衡形態(tài)研究[D]. 謝艷花.浙江大學(xué) 2006



本文編號：2923226