空间展开桁架结构动态特性分析(精)
板桁组合结构的受力特性及其空间分析方法
改回日期: 2001- 06- 11
( 责任审编 孟庆伶)
新书征订
5 国外铁路冻土技术文献汇编6 是由 铁道部科学 技 术信息研究所与中铁西北科 学研究院联 合收集国 外有 关冻土工程技 术文献, 经 翻译 整理编 辑完 成的 一本 新 书。5国外 铁路冻土技术文献汇编6 收录 了国外冻土 研 究论文和报告共 92 篇, 50 余万字。内容 包括冻土 工程 性质、冻土路基工程、冻土桥涵 工程和冻 土工程施工 四 部分, 从一个侧面反 映了 国外 铁路冻 土工 程技 术的 现 状和研究动态, 可为 青藏 铁路 以及其 他冻 土地 区铁 路 建设的科学研究、设计和施工提供参考和借鉴。
第 主桁竖杆 - 12167
主桁斜杆 三 副桁直撑
271 04
主桁斜杆 五 副桁直撑
101 96 131 26
副桁斜撑 节
副桁斜撑 节
- 38138 - 38155
公路边纵梁 - 6181 - 7177 公路边纵梁 - 38183 - 38103
间 公路中纵梁 - 2105 - 1196 间 公路中纵梁
为了模拟试验段的受力特点, 模型亦选择 了斜拉桥的结构形式。这种结构形式不仅可以 模拟试验段的受力条件, 同时也使模型试验的 加载容易实现。模型桁梁的立面及平面构成见 图 1、图 2。 212 模型的制造及安装
由于模型的比例尺相当大, 加工、制造及安 装精度要求又高, 因此特别制定了模型制造和 安装技术条例。一般说来, 对制造安装公差的 要求均较严格, 有关高强度螺栓的施拧、摩擦面 的处理以及构件的焊接均采用与实桥相同的工 艺要求。 213 试验荷载
五面体可展桁架单元展开特性分析
格朗日法对五面体可展桁架单元进行了动力学分析,给出了展开过程的动力学方程.分析结果表明,
该五面体可展桁架单元展开过程中自由度为 １;推导的运动学公式曲线结果与 Adams仿真软件的仿
真结果高度吻合,能很好地描述该结构的展开运动过程;增大扭簧的刚度对展开的运动参数变化趋势
没有明显影响;节点的加速度不仅与扭簧的驱动力有关,还和 节 点 位 置 和 速 度 有 关.在 展 开 后 期,节
点位置和节点速度对节点加速度的影响比较明显.
关键词:五面体可展桁架单元;自由度;运动学;螺旋理论;动力学
中图分类号:
V１９;
TH１２２ 文献标识码:
A
Un
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中国空间科学技术
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SSN １０００
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７５８X CN １１
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１８５９/V
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空间展开桁架结构动态特性分析
不同驱动角速度下的仿真结果分析表明， 柔性桁架展开过程中卫星的姿态角及角速度的 变化受驱动角速度的影响，他们振动的基频基本一致，只是驱动角速度较大时，其姿态角上 叠加了一些高频振动，并随着展开的进行，低频振动的幅值逐渐变弱，而高频振动的幅值逐
桁架单元之间铰接处用三个旋转驱动约束， 为使仿真起始连续， 令驱动角速度为一阶跃 函数，取 t0 =0.05s，如式（7）所示。
⎧ω 0 t ⎪t ⎪ 0 ω (t ) = ⎨ ⎪ ω 0 ⎪ ⎩
0 ≤ t ≤ t0
（7）
t > t0
利用 IDEAS 对桁架单元进行有限元计算，生成模态中性文件（MNF），模态中性文件 是用来定义 ADAMS/Flex 里柔性体的一个二进制文件，它包括节点和节点连接处的位置、 节点质量和惯量、模态振型、模态振型的广义质量和广义刚度等。再将其输入到 ADAMS 里组成柔性桁架进行可展开桁架的多柔体动力学计算。表 2 为桁架部件动态参数，即通过 Ideas 计算得到的桁架单元固有频率。
表 2 桁架单元的动态参数 Tab.2 Natural frequency characteristics of the deployable truss components 一阶(Hz) 三角形单元 直杆单元 A 直杆单元 B 37.63 50.84 202.51 二阶(Hz) 51.34 139.87 552.19 三阶(Hz) 53.21 273.76 1071.25 四阶(Hz) 156.91 451.42 1574.76 五阶(Hz) 788.91 689.36 1740.22
3.3 在不同驱动速度下的展开结果比较
图 9 不同驱动速度下展开卫星 z 向角度变化 Fig.9 Attitude angle on z-orientation under different drive velocity
空间可展桁架结构的设计与热分析
空间可展开特拉斯结构的设计与热分析1、本文概述随着航天探测技术的不断发展，空间可展开特拉斯结构在航天器设计中的应用日益广泛。
这种类型的结构由于其重量轻、强度高和可展开的特性，为航天器提供了有效的支撑和稳定性。
本文旨在对空间可展开特拉斯结构的设计与热分析进行全面探讨，从结构设计原则、材料选择、热环境影响等方面进行深入分析，为相关领域的研究与实践提供有益参考。
在结构设计方面，我们将详细介绍可展开桁架的基本原理和施工方法，包括其动力特性、稳定性和优化设计。
同时，我们还将讨论不同材料在空间可展开特拉斯结构中的应用及其优缺点，为设计者选择材料提供理论支持。
在热分析方面，本文将重点讨论空间环境对可展开特拉斯结构的影响，包括极端温度、辐射和其他因素。
通过分析这些热环境因素，可以评估结构在空间环境中的热性能和稳定性，为结构的优化设计提供依据。
我们还将探讨热防护措施在保护可展开特拉斯结构免受热环境影响方面的作用。
本文旨在对空间可展开特拉斯结构的设计和热分析进行综合分析，为航天器设计领域的研究和实践提供有益的指导和参考。
通过深入了解特拉斯展开结构的原理、材料选择和热环境效应，我们将为未来的太空探索任务提供更高效、稳定和可靠的航天器结构。
2、空间可展开特拉斯结构的基本原理和分类空间可展开特拉斯结构是一种高效灵活的空间结构形式，其基本原理是通过预先设计的折叠和展开过程来实现结构在空间中的可变形性和可重构性。
这种类型的结构通常由一系列由节点连接的直构件或弯曲构件组成，两者都具有一定的刚度和强度来承受和传递外部载荷。
空间可展开特拉斯结构按展开方式可分为几种基本类型。
首先，有一种线性膨胀型，它在膨胀过程中沿着直线或曲线移动，通常用于太空探测器和卫星天线等应用。
第二种是旋转展开型，它涉及一个或多个绕某一轴旋转的组件，常见于太阳能电池板、太空望远镜等。
另一种是复合展开结构，它结合了线性和旋转展开方法，以实现更复杂的空间形式，如大型空间站和航天器。
空间桁架式展开机构拓扑特性分析
空间桁架式展开机构拓扑特性分析
李波;崔琦峰
【期刊名称】《机械科学与技术》
【年(卷),期】2011(030)004
【摘要】空间桁架式展开机构是一个复杂的多连杆变胞机构,工作周期内具有多拓扑结构和多自由度等变化特征.笔者提出了基于变胞原理的机构拓扑特性分析方法.分析了机构展开过程的构态变化,建立了拓扑图及相对应的邻接矩阵,描述工作周期内机构的演变规律,有利于全面地理解变胞机构组成和拓扑关系.进一步推导了桁架机构的静态和动态距离矩阵以及刚度矩阵,分析了结构的空间紧凑性、动态灵敏度和整体刚度,有助于概念设计阶段从系统设计的角度进行机构的性能评价,由于把结构分析问题转化为矩阵的运算,有利于在计算机上进行型分析.
【总页数】4页(P609-612)
【作者】李波;崔琦峰
【作者单位】上海市空间飞行器机构重点实验室,上海,201108;上海市空间飞行器机构重点实验室,上海,201108
【正文语种】中文
【中图分类】TH112
【相关文献】
1.TBM支撑-推进-换步机构的拓扑结构及运动特性分析 [J], 王凯;杨玉虎;黄田;牛文文;贺飞
2.空间杆状构架式展开机构拓扑型综合与分析 [J], 李波;陈晓峰
3.3-RRC并联机构的变拓扑结构及其特性分析 [J], 尹小琴;杨启志;马履中;谢俊;鲍培德
4.基于拓扑降耦的3T1R并联机构设计与运动学特性分析 [J], 沈惠平;顾晓阳;李菊;邓嘉鸣
5.一种可重构并联机构的拓扑特性分析 [J], 徐帅;尤晶晶;沈惠平;叶鹏达
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建筑结构选型13-桁架结构
19.01.2022
李广军
2
13. 桁架结构
13.1 桁架结构的特点
一、定义：由杆件与铰节点组成的格子式 结构（格构）。
二、桁架结构的发展由来
19.01.2022
李广军
3
13.1 桁架结构的特点
二、桁架结构的发展
掏空的梁----桁架可以看成是从梁衍化而来
13. 桁架结构
常用的组合屋架有折线形屋架，下撑式五角形屋架以及
三铰、两铰屋架等。三铰屋架受力明确，杆件短，施工
用地小。两铰屋架杆件少，构造简单。下撑式五角形屋
架的特点是重心低，因下撑而改善了屋架的受力性能，
使内力分布比较均匀，但影响了房屋的净空，增加了柱
子的高度。
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李广军
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组合屋架已大量采用，由于制造简单、施工占地小、 自重轻，不需要重型起重设备，因此特别适于山区中、 小型建筑。
13.2.5 钢筋混凝土屋架
2.折线形屋架1： 外形较合理，自重轻，屋面坡度大。 适用：非卷材防水屋面的中型厂房 或大中型厂房。
3.折线形屋架2：
屋面坡度平缓，适用于卷材防 水屋面的中型厂房。
13.2.5 钢筋混凝土屋架
4.拱形屋架：
上弦一般采用抛物线形，也可采用折线形。 外形合理、内力均匀、自重轻。 矢跨比：1/6～1/8
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李广军
18
斜腹杆的布置方向对腹杆受力的影响：
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李广军
End
19
13.2 屋架结构的型式及适用范围
用于房屋上的桁架常称屋架，桁架型式的选择 一般与建筑物的使用要求，跨度和荷载大小，以及 材料供应和施工技术水平等因素有关。选择桁架型 式的一般原则是适用经济美观和制造简单。桁架可 用木材、钢材、钢筋混凝土等材料制造，由于每种 材料的力学性能各不相同，所以不同材料制造的屋 架，其型式也各不一样。
网架结构与空间管桁架结构的特点分析
网架结构与空间管桁架结构的特点分析一、引言- 介绍网架结构与空间管桁架结构的定义和概念- 阐述研究这两种结构的必要性和重要性二、网架结构的特点分析- 网架结构的组成和形态- 网架结构的主要特点：刚性好、稳定性高、建造效率高、适用性广等三、空间管桁架结构的特点分析- 空间管桁架结构的组成和形态- 空间管桁架结构的主要特点：轻量化、刚性好、稳定性高、抗震性强等四、网架结构与空间管桁架结构的比较分析- 结构形态上的区别- 技术特性上的异同- 实际应用中的优缺点对比分析五、结论与展望- 总结网架结构与空间管桁架结构的特点和应用现状- 展望未来这两种结构的发展方向和研究重点注：以上为提纲，论文内容根据实际情况适当展开补充。
一、引言网架结构和空间管桁架结构是目前颇为流行的建筑结构形式，其主要特点为刚性好、稳定性高、建造效率高、适用性广等，因此被广泛应用于大型公共建筑、体育馆、会展中心等场所。
本文的研究重点是对这两种结构的特点进行分析，以期为工程建设提供参考意见。
二、网架结构的特点分析1. 组成和形态网架结构是由一系列平面或空间刚杆和节点构成的结构体系，节点的连接方式有焊接、螺栓连接和搭接等多种方式。
网架结构的形态有球面网架、地埋式网架、钢-玻璃网架、双曲面网架等多种形式，可以根据需要灵活选择。
2. 主要特点(1) 刚性好网架结构由多支杆件连接组成，力学特性优异，能够承受较大的外力，抗震性、抗风性能强，具有很好的稳定性和刚度。
(2) 稳定性高网架结构的构成原理使其能够通过节点的固定达到分布均匀，增加整个结构体系的稳定性，不易变形和瘪塌，内部应力分布均匀。
(3) 建造效率高使用网架结构的建筑物可以快速建造，减少施工现场的噪声和粉尘污染，可维持当地生态环境，节约建筑成本。
(4) 适用性广网架结构可采取高效、可持续的材料，适用于各种复杂的跨度、载荷和高度要求的建筑项目，如机场、体育馆、桥梁等。
三、空间管桁架结构的特点分析1. 组成和形态空间管桁架结构是由多根管杆和桁架构件组成的结构体系，主要包括下弦杆、上弦杆、直杆和斜杆等构件。
桁架结构课件
桁架
由物系的多样化，引出仅由杆件组成的系统——桁架
桁 架 的 定 义
由许多杆件在其端点处相互连接 起来，成为几何形状不变的结构， 称之为“ 桁架”。
桁架中杆件与杆件相连接的铰链，称为节点。
节点
上弦杆
杆件
竖 杆 下弦杆
斜 杆
工程中的桁架结构
桁架分类
平面桁架
平面结构，
载荷作用在结构 平面内；
力 学 中 的 桁 架 模 型
二力杆—组成桁架的基本 构件。 构建桁架的基本原则：组 成桁架的杆件只承受拉力 或压力。
力学中的简单桁架模型
( 基本三角形) 三角形有稳定性
(a)
三、按几何组成分类：
1、简单桁架—在基础或一个铰结三角形上，每次 用不在一条直线上的两个链杆连接一个新节点， 按照这个规律组成的桁架。
结论与讨论
为什么滚动比滑动省力
滑动摩擦力是驱动力
滑动摩擦力是阻力
第四章材料力学
目录
§ 4-1
材料力学的任务
§4-1 材料力学的任务
一、基本概念
1.结构（机械）和构件（零件） 结构物(机械)由构件(零件)组成。
主架、吊臂、操作室、配重。
§ 4-1
材料力学的任务
2.变形:弹性变形和塑性变形
F
荷载未作用时
合适材料和降低材料消耗量，以节约投资成本。（安全与
经济）。 理论分析
材料力学包含
的两个方面
测定材料的力学
实验研究
——
性能；解决某些 不能全靠理论分 析的问题
2.生活实例
A4复印纸在自重作用下产 变形固体的基本假设
在外力作用下，一切固体都将发生变形， 故称为变形固体。在材料力学中，对变形固体 作如下假设： 1、连续性假设： 认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质 灰口铸铁的显微组织 球墨铸铁的显微组织
桁架结构的受力特点
桁架结构的受力特点桁架结构是一种由杆件和节点组成的结构体系，其受力特点主要包括以下几个方面：桁架结构的主要受力形式是轴力和剪力。
在桁架结构中，杆件主要承受拉力或压力，即轴力；而在节点处则会产生剪力。
这种受力形式使得桁架结构具有较好的受力性能，能够有效地承受水平和垂直方向的荷载。
桁架结构的受力是通过节点传递的。
节点是桁架结构中连接杆件的部分，所有的受力都会通过节点传递到其他杆件上。
这种传递方式使得整个结构在受力均匀分布的同时，也能够有效地减小结构的变形，提高结构的稳定性。
桁架结构的受力是相对集中的。
由于桁架结构中的杆件都是直线排列的，受力主要集中在杆件的两端和节点上。
这种受力特点使得桁架结构具有较高的刚度和承载能力，适用于大跨度的建筑和桥梁结构。
桁架结构的受力是相对静定的。
在桁架结构中，杆件的数量和节点的位置都是确定的，结构的受力状态也可以通过静力平衡来计算和分析。
这种相对静定的受力状态使得桁架结构在设计和施工过程中更加可控，能够确保结构的安全性和稳定性。
桁架结构的受力是相互协调的。
在桁架结构中，各个杆件和节点之间的受力是相互协调的，通过合理的设计和构造可以使得结构整体受力均衡，达到最佳的受力状态。
这种相互协调的受力特点使得桁架结构在实际工程中得到广泛应用，成为大跨度结构的常见形式。
桁架结构具有轴力和剪力为主要受力形式、受力通过节点传递、受力相对集中、受力相对静定以及受力相互协调等特点。
这些受力特点使得桁架结构具有较好的受力性能和稳定性，适用于各种大跨度建筑和桥梁工程中。
在设计和施工过程中，需要充分考虑这些受力特点，确保结构的安全可靠。
第2章 桁架结构
• 为了合理地发挥材料的作用，屋架的上弦和受压腹杆可采用钢 筋混凝土杆件，下弦及受拉腹杆可采用钢拉杆，这种屋架称为 钢筋混凝土-钢组合屋架。
• 常用的组合屋架有折线形屋架（12～18m）、三铰屋架、两铰屋架 等。桥式屋架是将屋面板与屋架合二为一的结构体系。
2.3 屋架结构的选型与布置
❖ 2.3.4 屋架结构的支撑
• 包括设置在屋架之间的垂直支撑、水平系杆以及设置在上下弦 平面内的横向支撑和通常设置在下弦平面内的纵向水平支撑。
• 垂直支撑和水平系杆是为了保证侧向稳定性。
• 上弦横向支撑为了增强屋盖的整体性和屋架上弦的侧向稳定性。
• 下弦纵向水平支撑是为了增强屋盖的空间刚度，增强排架的 空间工作性能。
❖ 2.3.1 屋架结构的几何尺寸：矢高、坡度、节间距
• 1、矢高：直接影响结构的刚度与经济指标。一般矢高可取跨 度的1/10-1/5。
• 2、坡度：上弦坡度的确定应与屋面防水构造相适应。瓦类屋面时, 一般不小于1/3。大型屋面板做卷材防水时, 一般为1/8-l/12。
• 3、节间距：屋架节间长度的大小与屋架的结构型式、材料及荷载 有关。一般上弦受压,节间长度应小些,下弦受拉,节间长度可大些。
• 抛物线形（折线形）桁架的杆件 内力较为均匀，其外形与简支梁 弯矩图相似，受力较为合理，结 构形式较为理想，故经济性较好。
❖ 2.1.3 桁架外形与内力的关系
• 斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号 (拉或压)有直接关系。 • 矩形（梯形）桁架斜腹杆外倾受拉,内倾受压,竖腹杆受力方向与斜
腹杆相反。 • 三角形桁架斜腹杆外倾受压,内倾受拉,而竖腹杆则总是受拉。
• 设计上通常的规定是：跨度6～9m时，采用四节间；跨度9～12m 时，采用六节间；跨度12～15m时，采用八节间。
第三章 桁架结构解析
第三章桁架结构第一节桁架结构的特点由简支梁发展成为桁架的过程――简支梁在均布荷载作用下，沿梁轴线弯曲，剪力的分布及截面正应力的分布（分为受压区和受拉区两个三角形）在中和轴处为零。
截面上下边缘处的正应力最大，随着跨度的增大，梁高增加。
根据正应力的分布特点，要节省材料，减轻自重，先形成工字型梁――继续挖空成空腹形式――最后，中间剩下几根截面很小的连杆时，就发展成为“桁架”。
由此可见，桁架是从梁式结构发展产生出来的。
桁架的实质是利用梁的截面几何特征的几何因素――构件截面的惯性矩I增大的同时，截面面积反而可以减小。
梁结构的梁高加大时，自重随之增加很多，桁架结构无此弊端。
Z在实际工作中，由于其自重轻，用料经济，易于构成各种外形适应不同的用途，桁架成为一种应用极广泛的形式，除经常用于屋盖结构外，（我们常说的屋架），还用于皮带运输机栈桥、塔架和桥梁等。
（如图示各种组合屋架、武汉长江大桥采用的桁架形式等）一．桁架结构计算的假定（基本特点）1．杆件与杆件之间相连接的节点均为铰接节点2．所有杆件的轴线都在同一平面内。
（这一平面称为桁架的中心平面）3．所有外力（包括荷载与支座反力）都作用在桁架的中心平面内，且集中作用在节点上实际桁架与上述假定是有差别的，尤其是节点铰接的假定。
例如：木桁架常常为榫接，它与铰接的假定是接近的。
而钢桁架有些杆件在节点处是连续的，腹杆采用的是节点板焊接或铆接，节点具有一定的刚性；混凝土节点构造往往采用刚性连接。
尽管如此，科学试验和工程实践均表明，上述不符合假定的因素对桁架影响很小，只要采取适当的构造措施，就能保证这些因素产生的应力对结构和杆件不会造成危害。
故桁架在计算中仍按“节点铰接”处理。
假定3 “集中力作用在节点上”是保证桁架各杆件仅承受轴向力的前提。
对于桁架上直接搁置屋面板或屋架下弦承受吊顶荷载时，当上下弦间有荷载作用时，则会使原来杆件的受力形式发生变化（纯压、纯拉变为压弯、拉弯构件），从而使得上、下弦截面尺寸变大，材料用料增加。
桁架的特点和组成结点法和截面法零杆判定两种方法的联合应
Fy13 1
FN13 Fx13
FN12
80kN
∑
40kN
60kN 80kN
Fy 1=80kN
3m×4=12m
FFF∑xxN由1=F1330==y==比=－ －－－例0F8681N关00001F2×k=×0y系Nk16N335得0=k//－44N 8校06，0∑核-F∑∑∑k6xFFN03FF-4xy8=1x=F=y=09540N=00002403×0FF4y3FFF3y0F/347NN4N7k4=NN732=52N5353482=5F3==400N6-4-kF346004N0x结07k3k=结-41NN5点F40点0xF02k3N38N43=4=-9400k×FNy5/84==1500k0NkN
依次考虑5、4、6、7的平衡求其它轴力，还余三个方程作10校0 核用。
熟练之后可以直接在结构上进行，不必列平衡方程。如图所示。 6
特殊结点的力学特性 （注意：这些特性仅用于桁架结点）
FN1=0
F
FN1=0 FN1
FN2=FN1 FN3
FN2=0
FN2=F
β
FN3=0
例：求图示结构各杆内力。
解：先找出零杆
FN DE = 15kN
A 15
③截面的剪力和轴力:
+ 3.5 -3.5
FS=Fycosα－15sinα FN= －Fysinα －15cosα
6kN
3m
D
15
3m
3m
6kN
E 3m
其中Fy为截面以左所有竖向力的合力。 ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ q=1kN/m Sinα=0.084，cosα=0.996
FN
FN
由理想桁架计算得到内力是实际桁架的主内力。
桁架结构的建模与分析计算PPT课件
A
a
MC 0, 求出杆3的内力F3。
M D 0, 求出杆1的内力F1。
2F
F
a
a
D 3
m
B
思考题
用截面法求杆1，2的内力。
nm
F1 E
b
b A
a
a2Βιβλιοθήκη G3BD4
C
a
a
a
a
nm F
先用截面m。
MC 0, 求出杆1的内力F1。
再用截面n。 M D 0, 求出杆2的内力F2。
第8杆件内力测量结果
铆接 -353.628 -707.256 -878.712
理论计算 -377.202 -754.404 -943.005
加载980N 加载1960N 加载2450N
铰接 -391.134 -766.194 -964.440
焊接(φ12) -364.344 -734.046 -921.576
桁架中各杆轴线的交点称为节点。
焊接
铆接
螺栓连接
杆件内力 —— 各杆件所承受的力。
各杆件轴线不在同一平面内的桁架，称为空间桁架。 各杆件轴线都在同一平面内的桁架，称为平面桁架。
如何进行平面桁架内力计算？
力学模型
有效性
力学特性 分析计算
二、建立平面桁架力学模型
考虑如下几点假设：
力学模型
1.各杆件为直杆，各杆轴线位于同一平面内。
桁架结构的建模与分析计算
一、引言 桁架结构
桁架是由若干直杆在两端通过焊接、铆接 所构成的几何形状不变的工程承载结构。
优点：能够充分发挥一般钢材抗拉、压性 能强的优势，具有用料省、自重轻、承载 能力强、装配拆卸方便等优点。
桁架结构分析
• 桁架桥一般由主桥梁、上下水平纵向联结系、桥
门架和中间横撑架以及桥面系组成。
• 在桁架中，弦杆是组成桁架外围的杆件，包括上
弦杆和下弦杆，连接上、下弦杆的杆件叫腹杆，
按腹杆方向的不同又区分为斜杆和竖杆。弦杆与
腹杆所在的平面就叫主桁平面。
• 苏格兰福斯海湾桥是19世纪的工程奇迹。 福斯桥主跨跨径519m，铁路高出水位 47.8m，因风力过大，桥梁桁架做成向内倾 斜，塔顶宽约10m，塔底宽36.6m，全桥共 计3个桥塔，六个伸臂，各长206m，悬跨 长107m。1882管形杆件的双伸臂梁铁路 桥，设计者承认，这座桥的结构系统是从 中国的木伸臂梁（鹊巢桥）演变而来的。
桁架结构体系
一、概述
桁架结构是由直杆在端部相互连接而成 的以抗弯为主的格构式结构。
• 桁架一般由上弦杆、腹杆（竖杆和斜腹杆）组成。 • 桁架结构受力合理，计算简单，施工方便，适应性强， 对支座没有横向推力，因此在工程中得到广泛的应用。 • 在房屋建筑中，桁架常用作为屋盖承重结构，称为屋 架。目前在工业厂房结构中常见的屋架就是典型的桁 架。 • 如今，桁架结构已经有多种多样的形式，不局限于屋 架，在一些大跨度结构、高层建筑、桥梁中都有非常 广泛的应用。
桁架结构的应用
• 排架结构一般指由屋架和柱组成的结构体系，常用 于单层工业厂房，比起刚架结构，更适合于有大跨 度要求的工业建筑。
实例——苏格兰福斯海湾桥
•大跨度桥架的高度沿跨径方向变化，形成曲弦桁架； 中、小跨度采用不变的桁高，即所谓平弦桁架或直弦 桁架。
• 桁架桥指的是以桁架作为上部结构主要承重构件
桁架结构的分析【深度剖析】
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这次采用link8单元来模拟空间桁架结构，每个节点只用三个自由度（Ux，Uy，Uz），该单元可承受轴向拉压但不能承受弯矩。
【基本资料】此次分析为一吊车梁桁架，采用N型万能杆件拼组而成。
尺寸：具体尺寸如下图所示，其中单根杆件的截面面积（㎡）：N1=2330e-6, N3=1670e-6,N4=1150e-6,N4=1150e-6。
约束：在下平纵联平面内，一端支座固定，其中一个为固定，另一个横向可动；另外一端支座纵向可动，但与固定支座位于一侧的支座横向固定。
荷载：1、自重（重力加速度取9.8m/s2）；2、风荷载；工作状态横向风压强度为500Pa；3、移动荷载；吊重为600KN且在跨中16m范围内的两个对应的上弦节点上移动；材料：弹性模量E=2.1e11；密度8399.5【建模要点】1、建立空间的桁架模型可以先建立一个简单的模型，然后通过线的复制（lgen）来生成整个模型；2、给建成的模型赋属性时，选择相应的杆，可以通过这三个命令流（lsel,s,loc,x；lsel,r,tan1；lsel,r,length）来选择，方便快捷，具体的看可以查看帮助文件；3、因为第三个荷载时移动的荷载，且每种类型荷载的分项系数不同，因此需要用到荷载工况，将自重、风荷载分别与位于不同结点的移动荷载进行组合，需要采用循环的命令，详情请见命令流。
【建模过程】1、建模。
先建立前后两边的主桁架，由于这个是个有规律的，可以先建立一个简单，然后利用lgen复制得到大的模型；如下图所示；部分命令流：lgen,6,all,,,4\部分命令流：lgen,2,all,,,,,2同理，上下平纵联结系和横向联结系同样通过复制的形成，最后进行关键点的压缩和重新编号，这样的模型就建立好了，如下图所示；部分命令流：nummrg,all$numcmp,all2、赋予线材料属性。
桁架结构特点
桁架结构特点
桁架结构是一种为了支撑建筑物而构建的三维结构。
其主要特点有以下几点：
稳定性
桁架结构在建筑物中具有非常好的稳定性，这是因为其所采用的支撑方式是三维的，
能够在多个方向上承受重力和风力的作用力，从而大大增强了建筑物整体的稳定性。
可靠性
由于桁架结构在施工和搭建时需要经过严格的计算和实验验证，所以其设计和建造过
程非常严格和规范化。
这意味着桁架结构所构建的建筑物非常可靠，结构稳定，安全性高，能够保证建筑物在使用过程中不会出现任何损坏或塌陷等问题。
可适应性
桁架结构可以适应各种不同的建筑形式和尺寸，可以用于建造不同大小的建筑物，以
满足各种不同需求。
由于桁架结构的灵活性相对较高，能够应对不同的设计方案和施工环境。
经济性
桁架结构具有较高的经济性，主要体现在施工和维护成本的控制方面。
由于桁架结构
的结构相对轻量，所需的材料相对较少，从而大大降低了施工成本。
此外，由于桁架结构
所构建的建筑物需要的维护和保养成本也较低，因此可以帮助业主降低开支，减少经济压力。
美观性
桁架结构的设计非常灵活，可以灵活打造出各种不同的形态，并且能够结合建筑的整
体设计风格，增强建筑物的美观性。
由于桁架结构的支撑系统一般是清晰可见的，因此业
主和设计师有更多的空间去进行美学设计和装饰。
综合来看，桁架结构是一种非常优秀的建筑结构体系，它具有较高的稳定性和可靠性，并且灵活适应各种不同的建筑需求。
此外，桁架结构具有较高的经济性和美观性，因此在
现代建筑中被广泛应用。
桁架结构的力学行为分析
桁架结构的力学行为分析桁架结构是一种由杆件和节点组成的稳定结构，在工程领域中广泛应用于梁柱、屋顶和桥梁等建筑物中。
本文将对桁架结构的力学行为进行详细分析，包括结构的受力特点、应力分布和刚度等方面。
1. 结构的受力特点桁架结构的受力特点主要体现在以下几个方面：1.1. 杆件受力均匀桁架结构中的杆件大多为轻型直杆，其受力状态主要为轴力和拉压力。
由于杆件在桁架结构中的布置相对均匀，因此受力分布也较为均匀。
1.2. 节点强度高桁架结构的节点处通常通过焊接或螺栓连接，这种连接方式使节点能够承受较大的拉压力。
同时，桁架结构中节点与杆件的连接方式也决定了整个结构的刚度和稳定性。
1.3. 桁架结构的自重轻由于桁架结构主要由轻型杆件组成，因此整个结构的自重相对较轻。
这一特点使得桁架结构在应用中能够减轻建筑物的荷载，提高结构的承载能力。
2. 应力分布桁架结构的应力分布主要受到加载方式和结构形状的影响。
通常情况下，桁架结构中的杆件受到轴力的作用，因此其应力分布呈现出一定的规律。
2.1. 拉压杆件的应力在桁架结构中，从支座到加载点的杆件一般会受到压力，而从加载点到支座的杆件则受到拉力。
这种受力方式决定了桁架结构中杆件的应力分布规律。
2.2. 杆件受力方向与应力分布根据桁架结构中杆件受力的方向不同，其应力分布也会有所变化。
一般来说，斜向杆件受力方向与应力分布较为均匀，而水平和垂直杆件受力方向则会导致应力集中。
3. 刚度桁架结构的刚度是指结构在受力作用下的形变大小。
刚度直接影响着结构的稳定性和抗震能力。
3.1. 刚度与杆件的直径和材料性质桁架结构的刚度与结构中杆件的直径和材料性质密切相关。
通常情况下，直径较大的杆件具有较高的刚度，而刚度较高的材料也可以有效提高整个结构的稳定性。
3.2. 刚性节点的影响桁架结构中刚性节点对整个结构的刚度有着重要的影响。
刚性节点的设置可以提高结构的刚度和稳定性，确保结构在受力时不会发生过大的形变。
桁架结构特点
桁架结构特点
桁架结构是一种常见的建筑结构形式，其特点包括：
1. 强度高：桁架结构由许多杆件和节点组成，具有优异的强度和抗震能力，能够承受大量的荷载。
2. 空间利用率高：桁架结构利用杆件和节点构成空间网格，可以更好地利用空间，减少浪费。
3. 可塑性强：桁架结构可根据需要进行调整和改变，适应不同的建筑需求。
4. 施工简单：桁架结构由标准化的杆件和节点组成，施工过程较为简单，可大幅降低施工成本。
5. 美观性好：桁架结构的杆件和节点构成了独特的形态和线条，具有很高的美观性和艺术性。
总的来说，桁架结构具有强度高、空间利用率高、可塑性强、施工简单和美观性好等特点，被广泛应用于建筑、桥梁、航空航天等领域。
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空间展开桁架结构动态特性分析
全部作者：
王立国王本利
第1作者单位：
南京航空航天大学高新技术研究院
论文摘要：
空间展开桁架结构属于多体动力学研究范畴，本文利用Lagrange乘子法建立多体动力学方程，通过ADAMS和I-DEAS建立空间展开桁架的多体动力学仿真模型，进行仿真计算。
利用I-DEAS对桁架单元的模态进行计算，生成模态中性文件，将其输入到ADAMS/FLEX里与卫星组成柔性空间展开桁架仿真模型，进行展开桁架的多柔体动力学计算。
文中给出了展开前后的动力学固有特性；对展开过程中分别为刚性桁架和柔性桁架两种情况进行了仿真计算，对比了两种情况的桁架展开过程中卫星姿态角及姿态角速度的变化；比较了柔性桁架不同展开速度对卫星姿态角及姿态角速度的影响；对柔性桁架展开过程中及展开锁定后的卫星姿态角速度的变化曲线进行快速傅立叶变换，得到柔性桁架展开过程即展开锁定后卫星姿态角速度的频幅特性曲线。
对空间展开柔性桁架进行运动稳定性分析，据无扰运动的稳定性定义，通过对卫星在不同初始姿态角速度下及受到力矩脉冲作用下展开时卫星的姿态角速度的影响的比较，说明在这两种初始扰动下桁架的展开运动的稳定性情况；对不同驱动角速度下桁架展开的仿真比较得到该桁架的失稳条件。
关键词：
柔性多体动力学；展开桁架；姿态角速度；运动稳定性远程下载论文(免费PDF论文全文)
发表日期：
2006年12月19日
同行评议：
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综合评价：
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修改稿：。