索網(wǎng)結(jié)構(gòu)非線性振動(dòng)有限體積法分析.pdf

1、索網(wǎng)具有質(zhì)量輕、柔性大、阻尼低等特點(diǎn)，在正常工作情況下多處于大位移、小應(yīng)變的變形狀態(tài)，對低頻荷載如風(fēng)荷載等較為敏感。因此索網(wǎng)在一般荷載下的變形和振動(dòng)問題便是一個(gè)較為復(fù)雜的幾何非線性問題。 本文僅考慮索元的軸向變形，采用一種新的數(shù)值方法——有限體積法進(jìn)行索網(wǎng)的大撓度(幾何非線性)靜力分析和動(dòng)力特性分析。本文首先建立了索網(wǎng)沿索方向的有限體積離散格式，在變形后的構(gòu)形上按工程方法求得了應(yīng)變，并進(jìn)一步得到了應(yīng)變能和動(dòng)能的計(jì)算式；再根據(jù)La

2、grange原理導(dǎo)出了索網(wǎng)大撓度振動(dòng)的有限體積離散方程，推出了索網(wǎng)在預(yù)應(yīng)力條件下的整體節(jié)點(diǎn)力向量、質(zhì)量矩陣和切線剛度矩陣。利用MATLAB實(shí)現(xiàn)了非線性方程組的求解。該列式的一個(gè)顯著特點(diǎn)是直接利用工程應(yīng)變定義結(jié)構(gòu)變形，其物理意義明確，最終列式比較簡單，適用于各種垂度和荷載情況的索網(wǎng)大撓度靜力和動(dòng)力特性分析。 作為算例，本文首先利用有限體積法對一個(gè)典型索網(wǎng)在預(yù)應(yīng)力以及豎向荷載作用下的面外大撓度進(jìn)行了實(shí)例數(shù)值計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與其它算法得