Tensairity军用桥节力学性能研究

【摘要】：Tensairity结构是一种由低内压充气气囊、柔性拉索、刚性受压构件组成的新型结构体系,具有自重轻、运输体积小、架设速度快和承载能力强等特点。本文基于Tensairity梁结构,提出了Tensairity桥节设计方案,开展单向和双向Tensairity桥节力学性能研究。本文的主要工作和创新性成果如下:(1)运用Patran/Nastran有限元软件,建立了Tensairity结构有限元模型,对单向Tensairity梁结构实验进行了数值模拟,模拟结果与实验结果吻合较好,验证了本文数值模拟方法的可行性及合理性。(2)以Tensairity结构原理为设计依据,初步设计了单向Tensairity桥节。对Tensairity桥节在轮式荷载和履带荷载作用下的力学性能进行了分析。通过对跨径比、气囊内压、上弦压杆截面高度和下弦拉索直径结构参数的研究,得出了结构参数对各组成构件的变形和应力的影响规律,为Tensairity结构桥节工程设计提供技术参考。(3)将单向结构拓展为双向结构,提出了双向Tensairity桥节初步设计方案。采用数值模拟方法研究了结构在初始态和荷载态下的位移和应力,分析了气囊内压、气囊高度等结构参数对桥节结构力学性能的影响,重点研究了初始态下气囊内压和气囊高度对桥面板上拱度和应力的影响。(4)将单向Tensairity结构桥节与双向Tensairity结构桥节进行性能对比分析。结果表明:与单向Tensairity桥节相比,相同内压情况下,双向Tensairity桥节具有较大的刚度,能够承受更大的荷载。
【关键词】：Tensairity 桥节 力学性能 充气结构 参数分析
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：E951.3