膜结构材料的性质
(1)撕裂强度
膜材是张拉结构材料,其撕裂破坏比受拉破坏要严重很多,所以撕裂强度和抗撕裂性能非常重要。PVC涂覆聚酯长丝织物具有中等的撕裂强度,PTFE涂覆玻璃纤维的材料具有较高的撕裂强度。
(2)正交异向性
张拉膜结构曲面需要经向和纬向两个主轴方向反向曲率来保证,一个方向的曲率向下凹,膜结构,另一个方向必须向上凸。传统膜材基材是由经﹑纬向纱线编织而成,因而呈现很强的正交异性性能,经纬向变形能力相差达3-5倍之多。
空气动力失稳
膜结构是风敏感结构,存在空气动力失稳(AerodynamicInstability)的问题。从本质上看,结构空气dan失稳是由于结构在振动过程中从与气流的振型耦合中吸收能量,污水处理池膜结构,当吸收能量大于耗散能量时,就会产生能量累积,当这种能量累积达到某一阀值(临界风速)后,结构就会从一种低能量(稳定)的振动形式跃迁到另一种高能量(不稳定)的振动形式上去。所以,膜结构存在设计风速作用下的动力失稳问题,幸运的是至今还没有这方面破坏的膜结构实例。
膜结构的裁剪分析
测地线裁剪法
裁剪分析与找形技术的产生及发展过程较为相似,都是从测量实物模型开始的,对于简单规则的可展曲面,可直接利用几何方法将其展开。现代概念上的裁剪分析,主要还是依赖于计算机技术的发展而发展的。在此过程中,产生了许多方法,如测地线法、有限元法、优化分析法,等等。下面介绍被广泛应用的测地线法(GeodesicLineMethod)。
测地线又称短程线,是大地测量学的概念,其通常被理解为:经过曲面上两点并存在于曲面上的短的曲线。所以用测地线作裁剪分析,就是以测地线来剖分空间膜面。这样做的好处是热合缝短、用料较省,但热合缝的分布及材料经、纬方向的考虑不易把握。
求曲面上的测地线的问题,实际上是一个求曲面上两点间曲线长度之泛函较值的问题。由于膜结构几何外形的新奇多变,也就无法得到曲面上两点间曲线长度的泛函的显式,所以通常是求较值确定测地线上的若干点,公园景区膜结构厂家定制,再用线性插值的方法求中间点,从而求得测地线。
有了测地线就可以确定裁剪线:直接以测地线为裁剪线或从一条测地线向另一条测地线作垂线,以垂线中点的连线作为裁剪线。