【技术实现步骤摘要】
一种索网结构的优化找形方法
本专利技术涉及空间结构设计领域，尤其是涉及一种索网结构的优化找形方法。
技术介绍
空间离散结构是将杆件沿着曲面有规律地布置而组成的结构体系，随着结构跨度的日益增大和结构造型的复杂化，传统的空间结构设计理念和方法难以完全满足其发展需求。荷载主要通过杆件轴力传递的结构遵循“formfollowforce”的准则，由于没有弯矩产生，结构形状主要由力控制。受拉的空间索网结构和受压的网壳结构都遵循此准则。在实践中通常只知道结构的边界条件，具体形状需要通过找形方法来得到。通过合理配置结构中的杆件，使得构件主要受轴向力作用，可以高效率地使用材料，早期使用悬挂法或者制造模型等物理方法对空间结构进行找形，随着计算机技术的发展，找形研究集中于数值计算方法，最早应用于膜结构屋盖的找形，后来渐渐扩展到索网等空间结构，力密度法、动态松弛法、更新策略法等已经广泛应用于空间结构的找形。网状结构的特点是存在大量可能平衡的初始配置，很难先验地定义它们的几何形状，由于索网缆线不能承受弯曲，也不能压缩，一般不能施加形状，索网结...
【技术保护点】
1.一种索网结构的优化找形方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)构建初始索网结构，并获得初始索网结构中各杆单元的初始长度、初始轴力以及外载荷；/n2)以索网结构各杆单元长度总和最小为优化目标，构建包含索网结构各节点的总体平衡迭代方程式；/n3)考虑施加边界条件，根据输入参数和求解目标的不同，采用迭代或直接求解的方式对总体平衡迭代方程式进行求解获得最终的优化索网结构。/n
【技术特征摘要】
1.一种索网结构的优化找形方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)构建初始索网结构，并获得初始索网结构中各杆单元的初始长度、初始轴力以及外载荷；
2)以索网结构各杆单元长度总和最小为优化目标，构建包含索网结构各节点的总体平衡迭代方程式；
3)考虑施加边界条件，根据输入参数和求解目标的不同，采用迭代或直接求解的方式对总体平衡迭代方程式进行求解获得最终的优化索网结构。
2.根据权利要求1所述的一种索网结构的优化找形方法，其特征在于，所述的步骤2)中，包含索网结构各节点的总体平衡迭代方程式具体为：
其中，为索网结构的外荷载向量，为节点坐标向量，Fix、Fiy、Fiz、Fjx、Fjy、Fjz分别为杆单元i、j两端的杆端力，xi、yi、zi、xj、yj、zj分别为杆单元i、j两点的三维坐标，lij、Nij分别为杆长与轴力，为总体平衡迭代矩阵，q＝Nij/lij为杆单元的力密度。
3.根据权利要求2所述的一种索网结构的优化找形方法，其特征在于，所述的步骤3)中，当输入的参数为轴力和杆长时，采用迭代求解的方式对总体平衡迭代方程式进行求解获得最终的优化索网结构。
4.根据权利要求3所述的一种索网结构的优化找形方法，其特征在于，所述的迭代求解的具体步骤包括：
301)获取初始索网结构中各杆单元的初始长度初始轴力以及外载荷
302)对于迭代第n步，将上一步中各杆单元的长度轴力以及外载荷代入总体平衡迭代方程式中，得到迭代第n步的各节点坐标向量
303)根据迭代第n步得到的各节点坐标向量即各节点的三维坐标，进而得到迭代第n步各杆单元的长度根据上一步中各杆单元的轴力第n步各杆单元的长度以及各节点的三维...
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