膜結(jié)構(gòu)有限元分析基本過程

膜結(jié)構(gòu)有限元分析的基本過程涉及建立模型、選擇合適的單元類型、進(jìn)行網(wǎng)格劃分、設(shè)定材料屬性和邊界條件、施加載荷、求解以及后處理等步驟。具體如下：

1. 

建立模型：需要根據(jù)實際的膜結(jié)構(gòu)幾何形狀建立數(shù)學(xué)模型。這個模型應(yīng)該能夠精確地描述膜結(jié)構(gòu)的幾何特性和物理特性。

    首先將結(jié)構(gòu)離散化，通過假想的線或者面將結(jié)構(gòu)蓮續(xù)體劃分為有限個單元然后在每個單元上設(shè)定有限個節(jié)點(diǎn)，再用這些單元構(gòu)成的集合體取代以前的連續(xù)體，如此一來場函數(shù)的節(jié)點(diǎn)值就成了問題的基本未知量。具體步驟包括：網(wǎng)格的劃分，選取單元類型及節(jié)點(diǎn)性質(zhì)，確定單元與節(jié)點(diǎn)個數(shù)；離散化處理模型的邊界；荷載離散。

2. 

進(jìn)行單元分析是為了建立起單元節(jié)點(diǎn)力和節(jié)點(diǎn)位移之間的關(guān)系，即單元剛度方程，從而獲得單元剛度矩陣。具體步驟包括：選取位移函數(shù)，給每個單元選擇合適的位移函數(shù)來近似表示單元內(nèi)位移分布規(guī)律：建立基本方程，利用虛功原理推導(dǎo)單元剛度矩陣：等效節(jié)點(diǎn)荷載，把作用在單元體上的非節(jié)點(diǎn)荷載等效為節(jié)點(diǎn)荷載。

3.

網(wǎng)格劃分：將建立的模型劃分為有限個小的元素，這些元素通過節(jié)點(diǎn)相互連接。網(wǎng)格劃分的質(zhì)量直接影響到計算結(jié)果的精度和計算效率。

4. 

設(shè)定材料屬性：根據(jù)膜結(jié)構(gòu)的實際材料設(shè)定相應(yīng)的材料屬性，如彈性模量、泊松比等。

5.

 邊界條件：根據(jù)實際情況設(shè)定模型的邊界條件，包括固定支撐、滑動支撐等。

6. 

施加載荷：在模型上施加實際工作中可能遇到的各種載荷，如雪荷載、風(fēng)荷載等。

7. 

求解：運(yùn)用有限元軟件進(jìn)行求解，軟件會計算出每個元素的應(yīng)力、應(yīng)變以及整個結(jié)構(gòu)的位移等響應(yīng)。

對上述所得的整體剛度方程進(jìn)行數(shù)值求解，具體步驟包括：引入邊界條件，對剛度矩陣加以修改來消除剛體位移：求解未知量，消除整體度矩陣的奇異性后，對整體剛度方程進(jìn)行求解。

8. 

后處理：對求解結(jié)果進(jìn)行分析，包括應(yīng)力分布、變形情況等，必要時進(jìn)行結(jié)果優(yōu)化和調(diào)整。

總的來說，在進(jìn)行膜結(jié)構(gòu)有限元分析時，需要注意選擇合理的分析方法和工具，以確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。此外，隨著技術(shù)的發(fā)展，自適應(yīng)有限元法等更先進(jìn)的方法也被應(yīng)用于膜結(jié)構(gòu)的分析中，以提高求解的效率和精度。