روش تراکم نیروی تطبیقی برای مسئله شناسایی حالت در ساختار های تنسگیریتی
چکیده
یک روش عددی در این قسمت برای شناسایی حالت سازه های کش بستی مورد ارائه شده است. تحلیل مقادیر ویژه و تجزیه های طیفی در این قسمت به صورت مکرر انجام شده است تا مجموعه ی ممکن از تراکم های نیرویی که مطابق با الزامات در مورد نقص مرتبه ی ماتریس تعادل نسبت به مختصات گره ای است، به دست بیاید. مشخص شده است که ماتریس تعادل مطابق با ماتریس سفتی هندسی در فرمولاسیون المان محدود متداول میباشد. یک پیکربندی خاص و غیر همتراز از این سازه ها را میتوان با مشخص کردن یک مجموعه ی مستقل از مختصات گره ای، به دست آورد. یک توضیح ساده برای نقص مرتبه ی مورد نیاز در ماتریس تعادل ارائه شده است که منجر به ایجاد ساختاری غیر هم تراز میشود. نمونه های عددی مختلفی ارائه شده است تا قدرت و همچنین توانایی بالا برای جست جوی پیکر بندی های جدید در روش پیشنهاد شده، نشان داده شود.
1. مقدمه
سازه های تنشی، مانند شبکه های کابل ها، سازه های غشایی و گنبد های کش بستی، نسبت به سازه های قدیمی مانند سازه های فولادی، از نظر مشخصه های وزنی، دارای فواید بسیاری هستند. به دلیل این که سازه های تنشی میتوانند تنها نیرو های محوری را منتقل کنند، توزیع این نیرو های محوری به صورت مستقیم مرتبط با شکل سازه، و شکل تعادل خود محور شکل است که باید اصطلاحا با استفاده از تحلیل های شناسایی حالت معین شود که به صورت همزمان مجموعه ی احتمالی از نیرو های داخلی و حالت هندسی اشکال را پیدا میکند.
Abstract
A numerical method is presented for form-finding of tensegrity structures. Eigenvalue analysis and spectral decomposition are carried out iteratively to find the feasible set of force densities that satisfies the requirement on rank deficiency of the equilibrium matrix with respect to the nodal coordinates. The equilibrium matrix is shown to correspond to the geometrical stiffness matrix in the conventional finite element formulation. A unique and non-degenerate configuration of the structure can then be obtained by specifying an independent set of nodal coordinates. A simple explanation is given for the required rank deficiency of the equilibrium matrix that leads to a non-degenerate structure. Several numerical examples are presented to illustrate the robustness as well as the strong ability of searching new configurations of the proposed method.
1. Introduction
Tension structures, such as cable nets, membrane structures and tensegric domes, have significant advantages over the conventional structures, such as steel structures, in view of their light-weight characteristics. Since the tension structures can transmit only axial forces, the distribution of axial forces is directly related to the structural shape, and the self-equilibrium shape should be determined by the so-called form-finding analysis that simultaneously finds the feasible set of internal forces and geometry of the structure.
چکیده
1. مقدمه
2. روش تراکم نیرویی
2.1 ویژگی های سازه های کش بستی
2.2 فرمولاسیون ماتریس تعادل
2.3 روش تراکم نیرویی برای سازه های کش بستی
2.4 شرایط غیر هم تراز برای ساختار های کش بستی
3. سفتی ساختار های کش بستی
4. روش تراکم نیرویی تطبیقی
4.1 فرمول بندی بردار تراکم نیرویی
4.2 تحلیل مقادیر ویژه و تجزیه ی طیفی ماتریس تعادل
4.3 روند پیدا کردن حالت
5. نمونه های عددی
5.1 سازه های دو سطحی کش بستی
5.2 سازه های کش بستی سه سطحی
6. مباحث و جمع بندی
Abstract
1. Introduction
2. Force density method
3. Stiffness of tensegrity structures
4. Adaptive force density method
5. Numerical examples
6. Discussions and conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه