基于向量式结构力学的张拉整体结构可展性能研究
2021-08-04冯晓东戴冠鸥杨伟家撒剑波
西安建筑科技大学学报(自然科学版) 2021年3期
冯晓东,戴冠鸥,杨伟家,撒剑波
(1.绍兴文理学院 土木工程学院,浙江 绍兴 312000;2.浙江大学 建筑工程学院,浙江 杭州 310000)
张拉整体结构(Tensegrity)是一种由一系列连续的受拉构件和一系列离散的受压构件组成的稳定的自平衡结构体系[1-2].但在张拉整体概念提出之初,由于未出现有效的分析设计理论与方法,该结构在工程领域的应用较少,而在建筑和艺术领域的应用较多.直到20世纪80年代初,工程界学者们才被这种具有独特魅力的结构体系所吸引,并在航空航天[3]、智能机器人[4]和土木工程[5]等不同学科领域取得了多样化的发展与应用.随着张拉整体结构理论的推广,可展结构领域中也出现了张拉整体结构的身影.蔡建国[6]提出因为张拉整体结构体系拥有大变形、小应变的特点,所以该结构体系在张拉成型的过程中将产生索杆机构运动,并通过预应力获得刚度,非常适合应用于可展结构.Sultan[7]构造了与无穷小机构运动方向相切的路径,并利用鲁棒非线性反馈控制对这些路径进行了精确跟踪,证实了利用无穷小机构原理和非线性运动方程可运用于确定张拉整体结构的展开方式,揭示了通过阻尼、无穷小机构、运动速度和部署时间所耗散的能量和功率之间的联系.彭海军[8]和张亮[9]在张拉整体结构的节点处设置一个轮滑,并推导了压杆和滑轮索的相关公式,建立了研究张拉整体动态特性的综合动力学模型,为研究张拉整体结构的可展性能……
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