圓柱面Kelvin多面體空間剛架結構的幾何構成與受力性能研究.pdf

1、構成多面體空間剛架結構的基本單元是能夠密實填充三維空間的多面體?！八⒎健苯Y構幾何形體的基本模型是基于Weaire-Phelan多面體組合建立起來的。除類Weaire-Phelan多面體外,有一些多面體或多面體組合也能通過空間陣列組成很密實的堆積體來填充整個三維空間,如立方體、截頂正8面體、菱形12面體和大菱形截半立方體、截頂正8面體與立方體以1:1:3的比例形成的組合都能形成密實的堆積體。本文選用較簡單的截頂正8面體(Kelvin多面

2、體)所構成的多面體空間剛架進行系統(tǒng)研究。首先,論文通過圖形解析研究了Kelvin多面體空間剛架的幾何構成,Kelvin多面體空間剛架結構的構成需要經(jīng)過Kelvin多面體單元的組合、陣列、旋轉、切割等過程。其次,本文對平板型Kelvin多面體空間剛架的靜力性能作了簡單的分析。靜力性能的分析模型選用簡單的平板型剛架,在跨度一定的條件下,研究切割面位置、邊界約束條件和旋轉角度對結構靜力性能的影響。第三,文章著重對圓柱面Kelvin多面體空間剛

3、架的靜力性能進行了系統(tǒng)的研究。將平板型Kelvin多面體空間剛架彎曲起拱,形成圓柱面Kelvin多面體空間剛架,并著重對其靜力性能進行了系統(tǒng)的有限元分析,詳細討論了切割面位置、邊界約束條件、旋轉角度和荷載分布情況對結構靜力性能的影響。第四,本文介紹了網(wǎng)殼結構非線性全過程分析的理論和方法。文章通過特征值屈曲分析和非線性穩(wěn)定分析對圓柱面Kelvin多面體空間剛架結構的失穩(wěn)形態(tài)和穩(wěn)定性能進行了研究,獲得了結構的屈曲模態(tài)、基于幾何非線性的荷載一