膜結(jié)構(gòu)裁剪設(shè)計(jì)
一、裁剪分析的目的是確定裁剪線(xiàn)和裁剪膜片，使其拼接張拉后實(shí)現(xiàn)初始平衡狀態(tài)時(shí)的膜 曲面和預(yù)張應(yīng)力進(jìn)行。
二、裁剪線(xiàn)可以采用平面相交法和測(cè)地線(xiàn)法予以確定。裁剪線(xiàn)也可采用其它有效方法。所謂平面相交法是指在形狀設(shè)計(jì)得到的膜曲面上，用平面按規(guī)律地與曲面相交以求得裁剪線(xiàn)。這樣一來(lái)確定的裁剪線(xiàn)具有希望得到的美觀(guān)效果和視覺(jué)效果，但是由此得到的膜片幅度往往相差較大，因而耗材較多。所謂測(cè)地線(xiàn)法是指在形狀設(shè)計(jì)得到的膜曲面上，尋找測(cè)地線(xiàn)作為裁剪線(xiàn)。測(cè)地線(xiàn)指曲面上兩點(diǎn)之間距離最短的線(xiàn)。對(duì)于可展曲面，展開(kāi)平面上的測(cè)地線(xiàn)是直線(xiàn)；對(duì)于不可展曲面，展開(kāi)平面上的測(cè)地線(xiàn)接近直線(xiàn)。測(cè)地線(xiàn)之間的膜片幅度較為接近，因而用材經(jīng)濟(jì)，但是曲面上的測(cè)地線(xiàn)美觀(guān)效果和視覺(jué)效果較差。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)和美觀(guān)兩方面的因素確定裁剪線(xiàn)。
三、如果采用三角形直線(xiàn)網(wǎng)格描述空間膜片，那么空間膜片展開(kāi)成平面的原則之一是空間膜片上的所有直線(xiàn)長(zhǎng)度與平面裁剪膜片上響應(yīng)長(zhǎng)度的方差最小（長(zhǎng)度原則）。對(duì)于不可展曲面，具有最小直線(xiàn)長(zhǎng)度方差的展開(kāi)平面與空間曲面在長(zhǎng)度原則下最為接近。采用等效桿單元有限元方法可以確定具有最小直線(xiàn)長(zhǎng)度方差的展開(kāi)平面?？臻g膜片展開(kāi)成平面的原則之二是空間膜片上的所有三角形網(wǎng)格與平面裁剪膜片上相應(yīng)三角形網(wǎng)格的面積方差最?。娣e原則）。對(duì)于不可展曲面，具有最小三角形面積方差的展開(kāi)平面與空間曲面在面積原則下最為接近。采用等效板單元有限元方法可以確定具有最小面積方差的展開(kāi)平面。對(duì)于可展曲面，精確展開(kāi)后，直線(xiàn)長(zhǎng)度的方差和三角形面積的方差都為零。裁剪片展開(kāi)計(jì)算也可采用其它有效方法。
四、將空間膜片展開(kāi)成平面裁剪片后，可以認(rèn)為平面裁剪片各單元上具有空間膜片相應(yīng)單元上的預(yù)張應(yīng)力。顯然，這樣的應(yīng)力必然使裁剪片邊界節(jié)點(diǎn)甚至內(nèi)部節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生不平衡力。采用動(dòng)力松弛法或有限單元法，通過(guò)修正裁剪片幾何可以消除這樣的不平衡力。應(yīng)該注意的是，計(jì)算時(shí)必須采用真實(shí)的材料參數(shù)。
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