文献类型：会议

作　　者：张立元 朱世新 李悦 徐光魁 冯西桥

作者单位：[1]北京科技大学机械工程学院 [2]清华大学核能与新能源技术研究院 [3]西安交通大学航天航空学院国际应用力学中心 [4]清华大学力学系

基　　金：国家自然科学基金项目(11502016,11872106);中央高校基本科研业务费资助项目(FRF-TP-17-012A2)

会议文献：2018年全国固体力学学术会议摘要集（下）

会议名称：2018年全国固体力学学术会议

会议日期：20181123

会议地点：中国黑龙江哈尔滨

主办单位：中国力学学会固体力学专业委员会;国家自然科学基金委员会数理科学部

出版日期：20181100

学会名称：中国力学学会

语　　种：中文

摘　　要：张拉整体结构是一类由承受轴向预压缩的杆和轴向预拉伸的绳所组成的轻质网格状空间结构,其在多个科学和工程领域均有着重要应用,比如用于设计新型建筑、软体机械和力学超材料等。然而,缺少有效的拓扑设计方法限制了此类结构在实际应用中的进一步推广。本文提出了一种简单易行的枚举–筛选设计方法,可以构造出任意的外形为简单多边形的平面型张拉整体结构:结构中的绳与绳首尾连接形成一个简单多边形,而在每个节点处有且仅有一根杆。使用上述方法,设计得到了众多的简单多边形状张拉整体结构拓扑,其总数m随着杆数n的增加而呈现指数式增加,即m=int{exp（0.18n-0.13n-0.50）}。进一步的找形结果表明,以所设计的任意结构拓扑为初始条件,均可获得自平衡且稳定的张拉整体结构构型。本文工作彻底澄清了简单多边形状张拉整体结构的拓扑设计问题,所得到的结构可作为基本胞元用于设计更大规模的二维和三维结构。

关 键 词：张拉整体 简单多边形 平面结构  拓扑设计 找形

分 类 号：TB21]