充气膜结构充气过程的计算机仿真
充气薄膜结构
充气薄膜结构充气薄膜结构是一种利用气体压力使薄膜充气膨胀的建筑结构。
它的设计理念源自于薄膜材料的轻质、柔韧和透明性等特点，以及气体的压力性质。
充气薄膜结构在建筑、航空航天、体育设施等领域得到了广泛的应用。
充气薄膜结构的优势主要体现在以下几个方面。
首先，充气薄膜结构具有很高的抗风能力。
由于充气薄膜结构是由气体充填的，其内部压力能够使膜面保持紧张，从而增强了结构的稳定性和抗风能力。
其次，充气薄膜结构具有很好的自重承载能力。
由于薄膜材料的质量较轻，只需通过内部气体的压力就能够承受一定的荷载。
再次，充气薄膜结构具有很好的透光性。
薄膜材料本身具有良好的透光性，能够将室外的自然光线引入室内，为人们提供一个明亮舒适的环境。
充气薄膜结构的应用范围非常广泛。
在建筑领域，充气薄膜结构可以用于搭建临时建筑、展馆、体育场馆等。
薄膜结构可以根据需要进行定制设计，形成不同形状和大小的建筑体。
在航空航天领域，充气薄膜结构可以用于制作气球、飞艇等。
薄膜材料的轻质和柔性使得充气薄膜结构具有良好的空气动力学性能，能够在空中高效运行。
在体育设施领域，充气薄膜结构可以用于制作体育馆、游泳池等。
薄膜结构可以根据需要进行定制，形成适合体育场馆的形状和大小。
充气薄膜结构的设计和制造需要考虑多种因素。
首先，需要确定结构的形状和大小。
根据使用场所和功能需求，确定薄膜结构的形状和大小，以及内部气体的充填压力。
其次，需要选择合适的材料。
薄膜材料应具有良好的柔韧性和透光性，能够承受外部荷载和内部气体压力。
还需要考虑薄膜材料的耐候性和防火性能等。
最后，需要进行结构的施工和维护。
薄膜结构的施工需要专业的团队和设备，保证结构的质量和安全性。
同时，薄膜结构需要定期检查和维护，以保持其良好的使用状态。
充气薄膜结构在实际应用中还存在一些挑战和问题。
首先，薄膜材料的寿命较短。
由于薄膜材料容易受到气候和环境的影响，其使用寿命较短，需要定期更换。
其次，薄膜结构的维护难度较大。
充气膜结构全过程分析和造型技术研究
3、后期维护
3、后期维护
后期维护阶段主要包括日常检查、定期检修和应急处理等工作。日常检查包 括对充气膜结构的外观、气压、连接件等进行检查，及时发现并解决问题；定期 检修包括对充气膜结构的膜材、设备、附件等进行检查和维修，确保结构的正常 使用；应急处理包括应对突发的自然灾害、人为破坏等情况，确保充气膜结构的 完整性和安全性。
充气膜结构概述
充气膜结构概述
充气膜结构是一种由薄膜材料和气体压力共同作用形成的结构形式。与传统 的刚性结构不同，充气膜结构通过充入空气或其他气体，使膜材受压产生张力， 从而形成具有一定刚度和稳定性的空间结构。这种结构具有自重轻、跨度大、施 工速度快、成本低廉等优点，被广泛应用于临时建筑、体育场馆、环保设施等领 域。
结论
在未来的研究和应用中，可以进一步探索充气膜结构的优化设计和新型造型 技术，以满足更多的功能需求和审美需求，推动充气膜结构的发展和应用。
谢谢观看
2、设计原则
2、设计原则
（1）功能性原则：充气膜结构的设计应首先考虑其功能需求，包括承受载荷、 满足空间需求等。同时，还需考虑结构的安全性、可靠性和耐整体美观性和与周围环境的 协调性，通过形态、色彩和肌理等手段创造具有吸引力和独特性的视觉效果。
充气膜结构全过程分析和造型 技术研究
01 引言
03 全过程分析 05 结论
目录
02 充气膜结构概述 04 造型技术
引言
引言
充气膜结构是一种以气体为支撑，利用膜材的张力形成具有一定刚度和稳定 性的空间结构。由于其具有自重轻、跨度大、施工速度快、成本低廉等优点，充 气膜结构在许多领域都得到了广泛应用。本次演示将重点充气膜结构的全过程分 析和造型技术研究。
2、设计原则
充气薄膜模型充气自动控制系统
充气薄膜模型示意图见 图 ｌ 。充气薄膜模型充气
控制 系统 由气 压控 制 系统 和 Ｐ Ｃ控制 系统 组 成 ， Ｌ 气压
控制系统包括截止阀、 减压阀、 过滤器 、 电磁 阀、 电动调
对工作过程分析认为 ， 可靠完成预定工作 的关键 在于抛物面的充气控制 。目前 ， 尚无出 口压力为 ２ ａ ５Ｐ 的减压器可供选用 ， 口压力为 １ Ｐ 的减 压阀， 出 ０ｋ ａ 其 稳定性也不是很好 。采用手动控制 ， 由于读取压力参 数和手动操纵阀门的滞后 ， 可能导致严重 的超压情况
＝＝＝ ＝ ＝＝＝ ＝＝＿ 一
Ｄ Ｉ 调节Ｄ２ Ｊ ｌ开度， Ｉ 使流量在２ Ｌ ｉ Ｏ ／ ｎｌ ｍ
Ｄ ３ Ｄ １ Ｌ— Ｉ Ｆ Ｊ Ｉ ， 开
开Ｄ ７ ｊ Ｆ（ ＂ ｌ ￣抛物 面进行测压） ｌ
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行过 程的滞后 ， 气时极 易产生压力 降低过 多的状 放
作者简介 ： 高泽普（ ９ ）男 ， １５ ， 河北 深州人 ， 高级工程 师 ， 主 要从事高压气体介质控 制系统及 其元件开发工作 。
需要 研究 ， 过压 力参 数 的分 布 情 况 为 压力 平衡 区结 通 构参 数 的设计 提供 理论 依据 ；
的， 很多理论有待于深入研究。
定 性 的方 法 ：
［ ］ 王东 ， 玉泉 ， ２ 朱 李壮云 ， ． 等 海水 轴 向柱塞 泵配流方式 的发 展状况 ［］ 液压与气动 ，０ １７ ：９— ２ Ｊ． ２ ０ （ ）２ ３ ． ［ ］ 韩晶华 ， ． ３ 等 软密封锥 阀的实 验与研究 ［］ Ｊ ．液压与气 动 ，
１９ （ ） ９７２ ． ．
产生 ， 至 造成 抛 物 面 损坏 。 因此 ， 定ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ采 用 Ｐ Ｃ系 甚 确 Ｌ
充气膜结构的成形过程分析
了成形的晟后阶段由于气压的不断增大使膜面产生弹性变形外，膜面在绝大部分时间里均可近似认为进行
无伸长展开，但由于采用三角形刚性单元描述运动过程易造成机构锁死，故膜面无伸长展开时采用杆单元 进行膜面的模拟。
将（３）式应用于膜面划分的所有单元并组装成矩阵形式：。
Ａ。ｊ【。＝宦。
（５）
式中，Ａ。（ｍ×３ｎ）为膜面结构的几何约束矩阵，ｍ为膜面划分杆单元的个数，ｎ为膜面单元节点个数·
计算结果
试验结果
图５膜面在仅在重力作用下的形状
气压作用开始阶段，由于气压作用需要首先克服膜面重力的因素。所以膜面变形并不明显，膜面微有 起伏。数值计算与试验观测验证了该特点。
数值计算到３０步左右时（共２００步，此时内压约为１Ｐａ），结果显示膜面变形开始明显：计算到５０步
工业建筑２００７增刊
计算结果 图６第５０步（２．５Ｐａ）时形状
计算结果
试驻结果
图７第１００步（５Ｐａ）时形状
进行到１５０步（７．５Ｐａ）左右时，膜面波浪状起伏开始减少，膜面周围基本已达到最终位置，中心部 分有未完全鼓起的地方在继续运动。试验观测与计算结果基本一致；气枕体积还有增加，气枕压力依旧没 有明显变化（图８）。
计算结果
试验结果
图８第１５０步（７ ５Ｐａ）时形状
（二）气压在成形过程中的考虑
从自重下的平衡位置出发，分析充气膨胀过程，此时膜的自重为不变量，内压由零逐渐增加。外力矢 量（气压）ｆ垂直作用于膜面表面且随着膜面的位置变化不断改变方向。采用三角形单元将膜而进行细分，
设在ｔ时刻某三角形单元三个节点在直角坐标系中的坐标分别为ｉ（ｘＩ，ｙ，，ｚｉ）；ｊ（ｘｊ，ｙｊ，ｚｊ）；ｋ（ｘｋ，ｙｋ，
工业建筑２００７增刊
第七届全国现代结构工程学术研讨会
充气膜结构的受力分析
充气膜结构的受力分析
膜结构车棚采用的充气膜结构技术，其受力分析为解决气枕式充气膜结构在荷载作用下的变形问题，采用非线性有限元方法对气枕式充气膜结构进行形态分析的基本方法。
气忱式充气膜结构的形态分析分为找形分析和找态分析两个阶段，由此可得到满足相应要求的几何模型与应力状态．
假设密封气枕内质量一定的气体满足理想气体状态方程，在荷载作用下，内压随着体积的变化而变化。
给出在一定压力作用下半球状气枕的验证算例并与材料力学中给出的理论解进行比较；基于该方法，另对气枕式充气膜结构在不同外荷载作用下的受力状态进行分析并给出相应的算例，计算结果表明采用理想气体状态方程可以模拟在外部荷载作用下气枕的变形、应力状态以及内压变化情况，且是合理有效并具有较高的准确性。
张拉膜结构的找形采用动力松弛法，对膜结构找形分析时，为了防止节点的聚集以获得更精确的膜曲面，提出了一种新的控制网格变形的找形技术。
膜单元采用平面三角形单元描述，在单元每两节点间引入了与单元边长变化速率成正比的阻尼项，通过阻尼项产生的节点力来控制网格在找形过程中的变形，对悬链面找形时发现，当黏性系数不大于0.7时，动力松弛法收敛，网格节点分布较无阻尼时均匀。
对Scherk-1ike曲面找形时发现，能够控制网格变形且满足收敛性的黏性系数的上限为1.5。
此方法能够有效地解决膜结构找形分析中网格的大变形问题，保证了单元密度，尤其是克服了曲率较小处网格过于稀疏的缺陷。
文章来源：/news_show_1629.html
/employ.asp。
复合材料薄膜充气床垫的多物质ALE数值模拟
关 键词 ：充气床垫 ； 气囊结 构 ； Ｌ Ａ Ｅ方法 ； 值模拟 ； 构改进 数 结
中图分 类号 ：Ｔ ３ １９ Ｕ ９ ． 文献标识码 ：Ａ
Ｎｕｍ ｅ ｉ ａ ｉ ｕｌ ｔｏ ０ ｒ ｃ ｌｓｍ ａ ｉ ｎ ｆＡＬＥ ｕｌｉｍ ａ ｅ ｉ ｌｍ ｅ ｈ ｄ Ｍ ｔ－ ｔ ｒａ ｏ ８ ０ ２ １３ｌ ． ２ １
第３ １卷第 ８期
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＢＲＡＴ ＯＮ Ｉ ＡＮＤ ＨＯＣＫ Ｓ
复合 材 料 薄膜 充气 床 垫 的 多物 质 Ａ Ｅ数值 模 拟 Ｌ
杨颜 志 ，金先龙 ，张伟伟
（ ． 海交 通大学 机械 与动力工程学 院 ， １上 上海 ２０ ４ ２ 上海交通大学 机械系统与振动 国家重点实验室 ， 海 ２ ０ ４ ） ０ ２０；． 上 ０ ２ ０
Ａｂｓ ｒ ｃ ： Ａｎ ａｒｃ ａ ｇ ｔｒ ｓ ｓ ａ ｔｐ ｃ ｌａ ｒｂａ ｎ ｆ ｃｕｒ ｄ ｕ ｉ ｇ ｎ ｗ ｌｘｂｌ ｌ ｍａ ｅ ａ ｔ ｏ ｌ ｘ ｔ ａ ｔ ｉ— ｈ ｒ ｅ ｍａｔｅ ｓ ｉ ｙ ｉ ａ ｉ ｇ ｍａ ｕ ａ ｔ ｅ ｓｎ ｅ ｆｅ ｉ ｅ ｆ ｍ ｔｒ ｌｗｉ ｃ ｍｐ ｅ ｉ ｉ ｈ ｍｅ ｈ ｎｃ ｌｐ ｏ ｒｙ．Ａｔｐｒ ｓ ｎ ，ｔ ｔ ｏ ｒ ｅ ｏ ｉ ａ ｉ ｌｔｏ ｎ ｄ ｍｅ ｔ ｎ ｎ ｅ ｎ ｔ ｎ ｌｓｕ ｉ ｓ ｃ ａ ｉａ ｒ ｐｅ ｔ ｅ ｅ ｔ ｗｏ ｍｅ ｈ ｄｓａ ｅｕｓ ｄ ｆ ｒａｒｂ ｇ ｓｍｕ ａｉｎ ｉ ｏ ｓｉ ａ ｄ ｉ ｔ ｒ ａ ｉ ａ ｔ ｄ ｅ ．Ｏｎ ｓ ｃ ｏ ｅ ｉ
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充气膜结构设计中应注意问题
充气膜结构设计中的若干问题一、一般因素1、气承式充气膜结构内部压力要略高于外部大气压，以压差为25mm水柱为例，它与25kg/㎡的外力相当。
空气的比重约为1/800，所以25mm的水柱（0.025*800=20m）的空气柱压力想当，即只相当于7层楼高度与地面的气压差。
有也就是说此压力差对人体不会造成损害，也不会引起不适的感觉。
与一般的壳体结构相类似，在压力一定的情况下曲率半径大的地方应力大，半径小的地方（膨胀的形状）应力小。
2、空气膜结构是指利用送风形成的内压使膜而产生张力，同时使结构保持空间上的稳定性及结构整体性，并且采用膜材料建造的建筑物。
3、空气膜结构的基本构成包括膜结构体系，送风系统，控制空气流通的出入口和紧急出口及适当的锚固系统。
另外在有必要的情况下，需要设置膜面补强系统，窗，换气装置，保温隔热材料，冷暖空调和照明系统。
4、空气膜结构的用途，规模，使用时间，建设场所等，在结构上都属于必须保证安全的范畴，另外必须制定安全措施确保膜结构内部所容纳的人员的安全，迅速并且非常便利地撤离危险场所。
5、为了使膜结构能够安全有效的使用，并且在使用期间确保安全，设计者必须编写管理办法的指导资料。
结构物的管理者根据此指导资料进行。
二、结构方案1、建设场地的地基条件，环境条件、荷载条件等以及公众安全方面的调查都必须进行，并作出与此相适应的方案。
2、结构形态应该是由内压形成的稳定的曲面，在荷载和外力的作用下，变形及应力集中很小，另外应该在设计的内压下因风而发生的有害震动不易产生。
3、结构的形态还满足在设计内压下，不易产生积雪，融化的雪水、雨水的淤积问题。
4、膜材料以及膜的连接部位，必须具有足够的强度和刚度，在长时间的使用下显示稳定的性能。
在必要的情况下对膜材料进行防火处理。
5、索材料，连接使用金属部件，锚固基础等必须有足够的强度刚度及耐久性。
6、内压必须根据荷载情况采用并保持必要的内压值。
在通常情况的内压，在比较频繁发生的荷载作用下，必须能够维持建筑物的完美形状与功能。
水下柔性织物充气过程建模与仿真
水下柔性织物充气过程建模与仿真随着深海科研和工程的深入发展，水下柔性织物的充气问题逐渐受到关注。
水下柔性织物在充气过程中，其形态变换和力学性质的变化相互作用，对充气过程建模与仿真提出了新的挑战。
本文针对水下柔性织物的充气过程，提出了一种基于弹性理论的建模方法，结合有限元分析和流体力学仿真技术，对其进行了数值模拟。
具体步骤如下：第一步，建立水下柔性织物的初始状态。
考虑到水下柔性织物的特点，我们采用贝塞尔函数对其形态进行描述。
在此基础上，对柔性织物进行离散化处理，形成有限元模型。
同时，根据实际情况，加入弯曲和拉伸等各种负载，得到初始状态下的柔性织物形态和初始应力分布。
第二步，建立气源模型。
将气源模型导入计算模型中，为柔性织物充气提供基础。
第三步，进行充气计算。
在基础状态下，对气源进行充气，采用流体力学方法对气体在柔性织物中的分布进行模拟。
同时，结合通量方程，计算气体流动情况和体积初始状态对柔性织物的影响。
第四步，分析充气过程中的形变分布和力学性质的变化。
根据有限元分析结果，分析充气过程中柔性织物的形变分布和力学性质的变化规律。
同时，在充气过程中，结合实验数据和实际情况进行修正和调整。
本文采用的建模方法能够较好地解决水下柔性织物的充气问题，并能够有效地预测充气过程中柔性织物的形变分布和力学性质变化。
在实际工程应用中，该建模方法能够减少实验成本和缩短研发周期，为提高水下柔性织物的设计和制造水平提供重要支持。
相关数据在水下柔性织物的充气过程中，我们需要关注的数据有以下几个方面：1. 初始状态下的柔性织物形态和应力分布数据。
2. 气源模型数据，包括气体种类、气源压力、气源流量等。
3. 充气过程中柔性织物的形变分布数据。
4. 充气过程中柔性织物的力学性质变化数据，包括刚度、弹性模量等。
分析针对以上数据，我们可以进行以下分析：1. 初始状态下的柔性织物形态和应力分布数据。
该数据可以提供柔性织物的形态描述和应力分布情况，为后续的充气计算提供基础。
建筑充气膜结构使用原理
建筑充气膜结构使用原理最近在研究建筑充气膜结构，发现了一些有趣的原理，今天来和大家好好聊聊。
你看啊，我们小时候都玩过气球对不对？当我们往气球里吹气的时候，气球就会鼓起来，变得圆滚滚的。
其实建筑充气膜结构就有点像一个超级大的气球。
充气膜结构呢，主要是靠气压来撑起整个建筑的外形。
它有一个专门的充气系统，就像给气球吹气的我们一样，不断地往膜结构里输送空气，让里面的气压比外面的气压高一些。
打个比方吧，就好像是我们给一个橡皮袋子装满了气。
膜材料就像是这个橡皮袋子的外皮，而里面的空气就是让它鼓起来的力量。
但是这个“橡皮袋子”可不简单呢。
它的膜材料是特制的，具有很好的密封性、强度和耐久性。
不然的话，就像我们吹爆的气球一样，容易坏掉。
有意思的是，这种结构在实际应用中有很大的优势。
比如说在一些临时性的建筑里，像展览馆或者是大型活动的场馆。
就拿一个露天冰雪节的临时大场馆举例吧。
用充气膜结构既可以快速搭建起来，又不需要太多的支撑结构，还能在寒冷的天气里保持内部的温暖，就像给保暖瓶加了个超级大盖子一样。
为什么这么说呢？因为空气是有隔热性的，而且膜材料也有一定的保温作用，这双层的保障就可以让场馆内保持相对舒适的温度。
说到这里，你可能会问，那如果不小心漏气了怎么办呢？老实说，我一开始也不明白，后来查阅了一些资料才知道，它的充气系统通常是有监测设备的，就像医生给病人做检测一样，一旦发现里面的气压下降，就会发出警报并且进行补充空气。
不过呢，充气膜结构也不是完美的。
因为它内外气压差的存在，如果在大风天气里，相比传统建筑受到的影响可能会多一些。
这就像大风吹一个鼓起来的气球比吹一块砖头容易是一个道理。
这里面其实涉及到风荷载等理论知识，简单说就是外力对这个充气结构的压力问题。
我在学习的过程中慢慢理解到，建筑充气膜结构就是巧妙地利用了气压原理、特殊材料的性能，在现代建筑里开辟了一条新的道路。
但是关于它还有很多东西可以深入研究，比如如何进一步提高它的抗风性能，在极端天气下如何更好地保证结构的稳定性之类的。
充气膜面试题目(3篇)
第1篇一、基础知识与理解1. 充气膜结构的基本概念- 请简述充气膜结构的基本概念，并解释其与传统建筑结构的区别。
2. 充气膜结构的组成- 请列举充气膜结构的主要组成部分，并简要说明各部分的功能。
3. 充气膜结构的优势- 分析充气膜结构相较于传统建筑结构的优势，包括但不限于成本、施工周期、环境适应性等方面。
4. 充气膜结构的分类- 请介绍充气膜结构的分类方法，并举例说明不同类型的充气膜结构。
5. 充气膜结构的结构设计原则- 请阐述充气膜结构设计时需要遵循的原则，包括结构安全、功能需求、美观性等。
二、设计与分析6. 充气膜结构的力学性能分析- 请解释充气膜结构在受力时的力学性能，并说明如何通过设计来优化其力学性能。
7. 充气膜结构的稳定性分析- 分析充气膜结构的稳定性，探讨影响其稳定性的因素，并提出相应的解决方案。
8. 充气膜结构的保温隔热设计- 请介绍充气膜结构的保温隔热设计方法，并说明如何提高其保温隔热性能。
9. 充气膜结构的照明设计- 分析充气膜结构在照明设计方面的特殊需求，并提出相应的解决方案。
10. 充气膜结构的防水设计- 请解释充气膜结构的防水设计原则，并说明如何确保其防水性能。
三、施工与安装11. 充气膜结构的施工流程- 请简述充气膜结构的施工流程，包括现场准备、材料运输、安装调试等环节。
12. 充气膜结构的安装技术- 介绍充气膜结构的安装技术，包括固定方式、连接方式等。
13. 充气膜结构的施工质量控制- 分析充气膜结构施工过程中的质量控制要点，并提出相应的质量控制措施。
14. 充气膜结构的施工安全- 请讨论充气膜结构施工过程中的安全问题，并提出相应的安全措施。
四、应用与案例15. 充气膜结构的典型应用- 列举充气膜结构的典型应用领域，如体育场馆、展览馆、温室等。
16. 国内外充气膜结构的成功案例- 介绍国内外具有代表性的充气膜结构案例，分析其设计特点和成功经验。
17. 充气膜结构在可持续发展中的应用- 探讨充气膜结构在可持续发展中的应用，包括节能、环保、生态等方面。
充气膜结构破坏案例
充气膜结构破坏案例今天就来跟您唠唠那些充气膜结构的倒霉事儿。
就说那个体育馆的充气膜结构吧。
有一回啊，天气那叫一个恶劣，狂风呼啸的。
这充气膜体育馆呢，就像一个大气球似的在那杵着。
本来设计的时候说能抗一定风力的，可谁知道那天的风就像发疯了一样，一阵超级猛的狂风刮过来，这充气膜的锚固点就遭了殃。
就好比您系气球的绳子突然松了一样，锚固点松动后，那膜就开始乱晃悠，像个喝醉了酒的大汉，然后“刺啦”一声，膜上就出现了一道大口子。
这口子就像大坝决堤一样，里面的气呼呼地往外跑，没一会儿，整个充气膜就瘪了下去，好好的一个体育馆就这么歇菜了。
还有一个工业用的充气膜仓库呢。
里面堆了不少货物，这充气膜仓库旁边有个施工现场。
有一天，施工的时候出了岔子，一个大吊车的起重臂突然失控，就像一个大铁胳膊乱挥，一下子就撞到了充气膜仓库上。
这充气膜哪经得住这么大力气的撞击啊，就像纸糊的一样，“砰”的一声，膜就破了个大洞。
里面的空气就像一群受惊的小鸟，全飞跑了。
这仓库里的货物可就惨了，有些都被暴露在了外面，要是赶上下雨啥的，损失可就大了。
还有个娱乐场的充气膜城堡也挺悲催的。
那天来了好多小朋友，在城堡里又蹦又跳的，玩得可开心了。
可是呢，这城堡的维护人员那天不知道咋回事儿，偷懒没检查气压。
结果小朋友们玩着玩着，就发现城堡有点不对劲了，开始慢慢瘪下去。
原来是有个小地方漏气了，因为气压不足，这充气膜城堡就像一个泄了气的皮球，小朋友们也只能一脸失望地被大人带走了。
这充气膜城堡就这么皱巴巴地躺在那，看起来可怜极了。
所以啊，充气膜结构虽然看着挺酷挺方便的，但要是不注意维护、遇到意外情况或者设计的时候考虑不周全，就很容易出问题呢。
充气膜结构的找形分析和裁剪分析
之后，充气膜结构建筑相继出现在大中型体育场馆以及展览场馆中，得到世人的瞩目以及束自社会更多的关注．其中典型的有：１９７３年美国加利福尼弧州圣兜拉勒人学活动中心（图１．３）、１９７５年美国密歇投州庞蒂亚克“银色穹项”、】９８８年建造的东京后乐园棒球馆（图１．４）等等。
圈１．１富十馆
Ｈ１．２Ｊ、岛巨浪馆
图１．３圣克拉勒大学活动中心
图１．４东京后乐园棒球馆
然而，充气膜结构作为大跨度体育场馆屋顶，由于在恶劣天气时维护不当，曾出现过多次事故。
轻者屋面下瘪，重者膜材被撕裂，砸坏了下面的设旌，这些事故虽然只造成了一些财产损失，并没有人员伤亡，但在公共建筑中屋面问题，还是引起了公众的关注。
同时，充气膜结构在使用过程中需要不断能源供应，致使运行维护费用高；空压机与新风机的自动控制系统和融雪热气系统隐禽事故率高：室内过大的超压环境下人体的排汗、耗氧与舒适性等问题没能很好解决，这些甚至导致了人们对充气膜结构提出了疑问。
因此，在上个世纪８０。
基于 fluid cavity 的气囊充气过程模拟
基于fluid cavity 的气囊充气过程模拟ABAQUS中的fluid cavity 功能可以模拟气体或者液体的行为，为不熟悉CFD 或不研究复杂的结构-气体（液体）相互作用的工程师提供了有效的计算手段。
现有的fluid cavity的教程大多采用关键字的方法添加，实际上fluid cavity分析已经可以通过GUI来实现，并非不许编辑关键字。
本教程采用壳单元建立了三个圆形气囊，并采用fluid cavity模拟了三个独立气囊依次充气的过程。
本教程仅为说明fluid cavity 功能的使用，材料参数等取值较为随意，并未采用气囊常用的橡胶材料或织物，如有偏差请谅解。
一、基础理论和背景知识ABAQUS中的fluid cavity可以基于表面定义流体腔，流体腔的填充物可以使液体或气体。
在采用隐式求解器的情况下可以计算气体（液体）-结构相互作用，在采用显示求解的情况下可以计算气体（液体）-结构的热力耦合问题。
在定义fluid cavity时，系统自动生成流体单元，以F3D4单元为例，F3D4单元为5节点金字塔形单元，底面的四个点为流体腔壁处的节点，顶部的节点为流体腔参考节点，流体腔参考节点需位于流体腔内部。
图 1 F3D4 单元F3D4单元采用理想气体方程描述气体的体积-压力关系，即Pv=nRT。
采用静态求解器是认为气体始终处于稳态，即温度不变。
可以描述缓慢的升压或降压过程。
如需要考虑温度的影响，则必须采用显式求解器。
采用液体时，则需要给出液体的体积模量。
二、模型的建立采用旋转壳的方式建立气囊模型，模型尺寸和最终效果如图2和图3所示。
本模型采用mm-kg单位制。
图 2 模型尺寸图 3 模型外观建立几何模型以后，给上述几何模型赋截面和材料属性，本案例采用了0.1mm的钢板建立了气囊，即弹性模量2*10^11Pa,泊松比0.3，厚度0.1mm。
静力分析不需要定义密度。
完成上述建模过程后装配并定义分析步。
水下柔性织物充气过程建模与仿真
水下柔性织物充气过程建模与仿真张绳;刘雄;韩宗真;余莉;张亚雄【摘要】柔性织物水下充气展开是一个小初容、大位移、强时变、非线性过程,其研究过程存在折叠建模困难、动态流场分析复杂等诸多难点,突破了分段逆向折叠建模、基于ALE的流固耦合、CAE/CFD动态流场混合分析等关键技术,完成了柔性织物展开过程的数值模拟,通过试验数据与仿真结果的对比,证明了所采用理论方法的有效性,研究成果对水下柔性织物的设计和优化提供了理论依据.%Flexible cloth charge expandedness is a complex nonlinear process with original small cubage, great displacement and strong time sensitivity, which exists many key points such as pucker modeling difficulty and dynamic flow field analysis complexity. Broke through key technologies of subsection converse pucker modeling, hydro-solid coupling based on ALE, CAE/CFD dynamic flow field mixed analysis. Finished numerical simulation of flexible cloth charge expandedness, and proved the validity of theory adopted through comparing test data with simulated data. The study results provide theoretical guidance for the design and optimization of underwater flexible cloth.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2011(033)008【总页数】4页(P49-52)【关键词】柔性织物;充气过程;LS-DYNA;FLUENT;建模与仿真【作者】张绳;刘雄;韩宗真;余莉;张亚雄【作者单位】武汉第二船舶设计研究所,湖北武汉430064;武汉第二船舶设计研究所,湖北武汉430064;武汉第二船舶设计研究所,湖北武汉430064;南京航空航天大学航空宇航学院,江苏南京210016;武汉第二船舶设计研究所,湖北武汉430064【正文语种】中文【中图分类】TJ830 引言折叠织物充气展开装置由于具有非常小的储存空间、低廉的成本优势、高效的工作效果，在航空、航天、航海、兵器、救生等诸多领域得到广泛应用，如汽车用安全气囊、航天器着陆缓冲气囊、水上漂浮气囊、船舶下水滑道气囊、空间充气展开结构。
充气膜结构展开仿真和自硬化充气管研究的开题报告
充气膜结构展开仿真和自硬化充气管研究的开题报告1. 研究背景充气膜结构应用在建筑、交通、军事、航天等领域中，具有轻质、高强度、安装方便、抗震性能好等优点。
其中，充气膜结构展开仿真和自硬化充气管技术是该领域的重要研究方向。
展开仿真技术可以通过计算机模拟充气膜的展开过程，为实际施工提供指导，并优化充气膜结构的设计方案。
自硬化充气管则是一种新型的充气材料，具有自硬化性能，在充气后可以形成具有一定刚度的管道。
2. 研究目的本研究的目的是开展充气膜结构展开仿真和自硬化充气管的研究，包括以下几个方面：1）探究充气膜展开仿真技术的计算原理，建立充气膜展开模型，并进行模拟仿真分析，为充气膜的实际施工提供指导。
2）研究自硬化充气管的制备工艺和原理，探究自硬化充气管的机械性能和硬化特性，在实验中验证其可行性和优越性。
3）优化充气膜结构和自硬化充气管的设计方案，提高充气膜结构的安全性、可靠性和经济性。
3. 研究内容和方法1）充气膜结构展开仿真技术的研究采用有限元分析软件ANSYS进行模拟分析，利用Shell单元模拟充气膜结构的展开过程，考虑充气膜材料的性质和结构的复杂性，研究充气膜展开中产生的应力和变形，探究影响充气膜展开的因素和方法。
2）自硬化充气管的制备采用聚氨酯材料作为自硬化充气管的基材，确定其制备工艺和原理，制作出具有一定规格的自硬化充气管。
通过实验研究自硬化充气管的机械性能，如强度、模量、硬化时间等，探究自硬化充气管的发展前景和应用领域。
3）设计优化在充气膜结构和自硬化充气管的设计中，考虑结构的强度、稳定性、抗风性能、防水防潮特性等因素，在实验和计算分析的基础上，优化设计方案。
4. 研究意义和预期结果本研究开展充气膜结构展开仿真和自硬化充气管研究，对于推动充气膜结构的应用和发展具有重要意义。
预期结果如下：1）建立充气膜展开模型，提高充气膜结构的施工效率和准确性。
2）研究自硬化充气管的制备方法和机械性能，开拓新型充气材料的应用领域，提高充气膜结构的性能和稳定性。
充气仿真目标
充气仿真目标充气仿真目标是一种通过充气装置来制造仿真目标的装置，它可以用于军事训练、射击训练、警察训练等领域。
它的主要优势是可以模拟真实目标，使训练更加真实、有效，并且可以反复使用。
充气仿真目标的外观和尺寸可以根据实际需求进行定制。
它可以是人形目标、动物目标、机动车目标等各种形状。
充气仿真目标一般采用高强度的材料制成，可以经受射击、撞击等各种压力，确保训练的真实性和安全性。
充气仿真目标的制作过程相对简单。
首先，需要根据实际需求设计目标的形状和尺寸。
然后，选择适合的合成纤维材料作为外表皮，然后将其缝制成目标的形状，并留有一个充气口。
接下来，将充气装置与目标连接起来，并通过充气装置将气体充入目标内部，使其保持充气状态。
最后，根据需要，可以添加目标的模块，如传感器、报警器等，以增加目标的仿真度。
充气仿真目标的使用非常方便。
在训练前，只需将其充气即可，训练结束后，可以将气体排放，然后将其折叠起来，方便存放和携带。
由于充气仿真目标体积较小，重量较轻，因此可以很方便地在不同的训练场地之间迁移，提高训练的灵活性和多样性。
充气仿真目标在军事训练中有着广泛的应用。
它可以模拟人员、装备、战车等各种军事目标，如步兵、坦克、直升机等。
通过与实际目标相结合，可以提高训练的真实度和效果，并减少实际目标的消耗和损坏。
此外，在射击训练中，充气仿真目标可以根据射击结果进行自动反馈，以提高射击准确性和射击技巧。
除了军事训练外，充气仿真目标也可以应用于其他领域。
在警察训练中，可以模拟不同的犯罪分子、人质等情景，以提高警察的反应能力和应对能力。
在体育运动中，可以模拟各种球类或比赛场景，提供更真实的训练体验。
在娱乐活动中，可以用于游戏、表演等，增加乐趣和娱乐性。
总之，充气仿真目标是一种功能强大、使用方便的训练装置。
它可以模拟不同的目标，具有高强度、耐用、易使用等特点。
通过充气仿真目标的使用，可以提高训练的真实性和效果，减少训练成本和风险。
充气膜结构的设计方法与成形过程分析的开题报告
充气膜结构的设计方法与成形过程分析的开题报告一、研究背景与意义充气膜是一种轻质、高强度、柔性的建筑结构，具有优异的空间形态和观感效果，被广泛应用于展馆、活动场所、体育场馆等领域。
充气膜结构的设计方法和成形过程分析是充气膜结构研究的重要方向，有助于提高充气膜结构的设计效率和制造精度，推动充气膜结构的进一步发展。
二、研究的目标和内容本研究的目标是通过对充气膜结构设计方法和成形过程的研究，提出一种适合中国实际情况的充气膜结构设计和制造流程，深入探讨充气膜结构的材料、构造、设计和模拟等方面的问题，为充气膜结构的实际应用提供支持。
三、研究方法和步骤本研究将采用文献综述、理论分析和实验研究相结合的方法，具体步骤如下：1. 对国内外相关文献和先前研究成果进行全面的分析和综述，掌握充气膜结构的设计和成形过程中存在的问题和瓶颈。
2. 着重探究充气膜结构的结构特点、力学性能，测量材料的力学性能，建立充气膜静态与动态分析方法，深入研究充气膜的材料、结构、设计和模拟等方面的问题。
3. 通过实验研究验证分析结果的准确性和有效性，进一步完善研究成果。
四、预期研究结果本研究预期掌握充气膜结构的设计方法和成形过程，提出适合中国实际情况的充气膜结构设计和制造流程，深入探究充气膜结构的材料、构造、设计和模拟等方面的问题，提高充气膜结构的设计效率和制造精度，推动充气膜结构的应用和发展。
五、研究的创新性本研究提出了适合中国实际情况的充气膜结构设计和制造流程，研究成果可以为充气膜结构的实际应用提供支持，有助于推动充气膜结构的进一步发展；同时，本研究也深入探究了充气膜结构的材料、构造、设计和模拟等方面的问题，为充气膜结构的研究提供了新的思路和方法。
六、结论与展望本研究将深入研究充气膜结构的设计方法和成形过程，提出适合中国实际情况的充气膜结构设计和制造流程，推动充气膜结构的应用和发展。
同时，本研究的研究成果还可以为其他领域的轻质结构设计和制造提供借鉴和参考，具有一定的学术和社会价值。