基于ANSYS平台的铝合金空间网格结构设计程序开发与应用

摘要

相比于传统的钢材，铝合金材料由于其自重轻、耐腐蚀和易加工等特点，使得铝合金材料十分适合应用于空间网格结构当中，铝合金空间网格结构在结构工程中备受关注，其应用也日益增多。已建成的工程也表明铝合金空间网格结构可以在实现美观的外形的同时降低结构的维护费用，保证结构的使用寿命，实现良好的经济效益。
　　本文总结了国内外有关铝合金空间网格结构的在试验研究、理论研究和设计应用的现状，并对常见的铝合金空间网格结构的设计程序的使用情况进行了总结和分析。
　　通过研究铝合金空间网格结构的基本分析与设计理论，和大型通用有限元软件ANSYS的参数化设计语言的特性，提出了利用ANSYS对铝合金空间网格结构进行分析设计的设想。
　　通过利用ANSYS的参数化设计语言进行二次开发，实现了对于各种常见类型的网架以及单层网壳的参数化建模、荷载添加、静力分析、动力分析以及结构优化等功能。并将这一系列功能进行集成化处理，提高了程序的使用效率。并通过实际的算例检验了程序的功能，达到了预期的效果。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 铝合金空间结构的发展

1．1．1 结构用铝合金材料特性

1．1．2 铝合金空间网格结构分类及其应用

1．2 铝合金空间网格结构设计方法与程序开发的发展与现状

1．2．1 铝合金空间网格结构设计方法研究现状

1．2．2 铝合金设计程序开发现状

1．3 本文的研究内容

第二章 铝合金空间网格结构设计的基本理论

2．1 结构分析

2．1．1 铝合金网架结构

2．1．2 铝合金网壳结构

2．2 杆件设计

2．2．1 受弯构件

2．2．2 轴心受力构件

2．2．3 拉弯和压弯构件

2．2．4 构件的局部稳定

2．3 网壳的稳定性分析

2．3．1 网壳稳定性概述

2．3．2 网壳的稳定性计算

2．4 程序开发思路

第三章 基于ANSYS平台的铝合金网架结构设计程序开发

3．1 铝合金网架结构自动化建模

3．1．1 斜放四角锥铝合金网架

3．1．2 两向正交正放铝合金网架

3．1．3 两向正交斜放铝合金网架

3．1．4 正放四角锥铝合金网架

3．2 铝合金网架结构静力分析

3．3 杆件应力比计算

3．4 铝合金网架结构优化

第四章 基于ANSYS平台的铝合金网壳结构设计程序开发

4．1 铝合金网壳结构自动化建模

4．1．1 肋环型铝合金网壳参数化建模

4．1．2 施威德勒型铝合金网壳参数化建模

4．1．3 联方型铝合金网壳参数化建模

4．1．4 凯威特铝合金网壳参数化建模

4．2 等效结点荷载的施加

4．3 铝合金网壳结构静力分析

4．4 杆件应力比计算

4．5 铝合金网壳结构的稳定分析

4．5．1 特征值屈曲分析

4．5．2 考虑初始缺陷的非线性屈曲分析

4．6 铝合金网壳结构的地震作用分析

4．6．1 等效质量结点的施加

4．6．2 铝合金网壳结构振动模态分析

第五章 铝合金空间网格结构设计程序的集成与测试

5．1 铝合金空间网格结构设计程序的集成

5．2 铝合金空间网格结构设计程序的测试

5．2．1 铝合金空间网架结构算例

5．2．2 铝合金空间网壳结构算例

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢