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技術(shù)動(dòng)態(tài)

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和網(wǎng)架加工的形式及種類

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的基本單元及幾何不變性
1.基本單元
網(wǎng)架加工可以看作是平面桁架的橫向拓展、也可以看作是平板的格構(gòu)化。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的起源,據(jù)說(shuō)是仿照金剛鉆石原子晶格的空間點(diǎn)陣排布,因而是一種仿生的空間結(jié)構(gòu),具有很高強(qiáng)度和很大的跨越能力。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是由許多規(guī)則的幾何體組合而成,這些幾何體就是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的基本單元。常用的有:三角錐、四角錐、三棱體、正方棱柱體,此外還有:六角錐、八面體、十面體等.

網(wǎng)架在任何外力作用下都必須是幾何不變體系。因此,應(yīng)該對(duì)網(wǎng)架進(jìn)行機(jī)動(dòng)分析。
2.網(wǎng)架幾何不變的必要條件
網(wǎng)架是一個(gè)鉸接的空間結(jié)構(gòu),其任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)有三個(gè)自由度。對(duì)于一個(gè)具有J個(gè)節(jié)點(diǎn),m個(gè)桿件的網(wǎng)架,支撐于具有r根約束鏈桿的支座上時(shí),其幾何不變的必要條件是:
3mrJ+?≥0 或≥3mJr? (4-1)
如果將網(wǎng)架作為剛體考慮,則較少的支座約束鏈桿數(shù)為6,故≥6。r
由此可知,當(dāng)m≥時(shí),為超靜定結(jié)構(gòu)的必要條件;當(dāng)m=時(shí),為靜定結(jié)構(gòu)的必要條件;當(dāng)≤33Jr?3Jr?mJr?時(shí),為幾何可變體系。
3.網(wǎng)架幾何不變的充分條件
分析網(wǎng)架結(jié)構(gòu)幾何不變的充分條件時(shí),應(yīng)先對(duì)組成網(wǎng)架的基本單元進(jìn)行分析,進(jìn)而對(duì)網(wǎng)架的整體作出評(píng)價(jià)。
三角形是幾何不變的。如果網(wǎng)架基本單元的外表面是由三角形所組成,則此基本單元也將是幾何不變的。在對(duì)組成網(wǎng)架的基本單元進(jìn)行分析時(shí),一般有以下兩種類型和兩種分析方法。
1)兩種類型:
自約結(jié)構(gòu)體系 自身就為幾何不變體系;
它約結(jié)構(gòu)體系 需要加設(shè)支承鏈桿,才能成為幾何不變體系。
2)兩種分析方法:
① 以一個(gè)幾何不變的單元為基礎(chǔ),通過(guò)三根不共面的桿件交出一個(gè)新節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成的網(wǎng)架也為幾何不變;如此延伸。
② 列出考慮了邊界約束條件的結(jié)構(gòu)總剛度矩陣 []K, 如果K≠0,[為非奇異矩陣,網(wǎng)架位移和桿力有****解,網(wǎng)架為幾何不變體系;如果]KK=0,[]K為奇異矩陣,網(wǎng)架位移和桿力沒(méi)有****解,網(wǎng)架為幾何可變體系。  

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