Τέσσερις πτυχές που πρέπει να ληφθούν υπόψη στη μηχανική κατασκευής μεμβρανών

Οι κύριες πτυχές της μηχανικής δομής μεμβράνης περιλαμβάνουν το σχεδιασμό φόρμας, την αρχική ανάλυση σχήματος ισορροπίας, την ανάλυση φορτίου και την ανάλυση διάτμησης.

I. Σχεδιασμός φόρμας: Ο σχεδιασμός του εντύπου καθορίζει το επίπεδο σχήμα και τις διαστάσεις, την τρισδιάστατη-μορφή και τον καθαρό όγκο της κατασκευής. Καθορίζει επίσης τις συντεταγμένες κάθε σημείου συγκράτησης, δομικές λεπτομέρειες, επιλογή υλικών μεμβράνης και διαχείριση κατασκευής.

II. Ανάλυση σχήματος αρχικής ισορροπίας: Η ανάλυση σχήματος αρχικής ισορροπίας είναι επίσης γνωστή ως ανάλυση εύρεσης φόρμας. Επειδή τα ίδια τα υλικά της μεμβράνης στερούνται ακαμψίας σε θλίψη και κάμψη και έχουν πολύ χαμηλή αντοχή σε διάτμηση, η ακαμψία και η ακαμψία τους πρέπει να βασίζονται στη διακύμανση της καμπυλότητας της επιφάνειας της μεμβράνης και της προέντασης εντός αυτής. Για τη μηχανική δομής μεμβράνης, δεν υπάρχει ποτέ σχήμα-χωρίς τάσεις ανά πάσα στιγμή. Επομένως, το σχήμα της επιφάνειας της μεμβράνης πρέπει να ικανοποιεί τη μηχανική ισορροπία υπό ορισμένες οριακές συνθήκες και ορισμένες συνθήκες προέντασης, και αυτό χρησιμοποιείται ως βάση για την ανάλυση φορτίου και την ανάλυση διάτμησης. Επί του παρόντος, οι κύριες μέθοδοι για την ανάλυση φόρμας-στη μηχανική δομής μεμβράνης περιλαμβάνουν τη μέθοδο ενεργειακής χαλάρωσης, τη μέθοδο πυκνότητας δύναμης και τη μέθοδο άπειρων μονάδων.

III. Ανάλυση Φορτίου
Τα φορτία που λαμβάνονται υπόψη στη μηχανική κατασκευής μεμβράνης είναι γενικά φορτίο ανέμου και φορτίο χιονιού. Υπό φορτίο, το υλικό της μεμβράνης παραμορφώνεται σημαντικά και η κατανομή του φορτίου αλλάζει ανάλογα με το σχήμα. Επομένως, ο ακριβής υπολογισμός της παραμόρφωσης και της τάσης της κατασκευής απαιτεί έναν ορισμένο αριθμό μη γραμμικών μέτρων. Ένας άλλος δείκτης για την ανάλυση φορτίου είναι ο προσδιορισμός της αρχικής προέντασης στα καλώδια και τη μεμβράνη.

IV. Διατμητική Ανάλυση
Κάτω από εξωτερικά φορτία, η τάση στη μία κατεύθυνση της μεμβράνης μειώνεται ενώ η τάση στην άλλη κατεύθυνση μειώνεται. Αυτό προϋποθέτει ότι η αρχική τάση εφελκυσμού που εφαρμόζεται πρέπει να είναι επαρκής ώστε να αποτρέπεται η μείωση της τάσης στο μηδέν υπό δυσμενή φορτία, δηλαδή για την αποφυγή τσαλακώματος. Επειδή τα υλικά της μεμβράνης είναι σχετικά ευαίσθητα και έχουν πολύ χαμηλή φυσική συχνότητα, είναι επιρρεπή σε δονήσεις ανέμου υπό φορτία ανέμου, οδηγώντας σε θραύση του υλικού της μεμβράνης. Εάν η αρχική προένταση εφαρμοστεί πολύ υψηλή, η επίστρωση μεμβράνης θα παραμορφωθεί περισσότερο, θα γεράσει πιο εύκολα και θα έχει μικρότερη αποθήκευση αντοχής, απαιτώντας υψηλότερη αντοχή από τα φέροντα εξαρτήματα-και αυξανόμενη δυσκολία κατασκευής. Επομένως, η αρχική προένταση πρέπει να προσδιορίζεται μέσω ανάλυσης φορτίου. Η ομάδα δομής της μεμβράνης που σχηματίζεται από την εύρεση σχήματος είναι μια τρισδιάστατη μη-αναπτύξιμη χωρική καμπύλη επιφάνεια. Ο τρόπος κοπής και τάνυσης του δισδιάστατου υλικού της ηλεκτρικής συρόμενης πύλης για να σχηματιστεί η απαραίτητη τρισδιάστατη χωρική καμπύλη επιφάνεια είναι ένα βασικό ζήτημα σε ορισμένα έργα μηχανικής κατασκευής μεμβράνης. Αυτό είναι το κύριο περιεχόμενο της ανάλυσης κοπής.