[发明专利]一种大跨度充气膜形态分析方法

权利要求书

1.一种大跨度充气膜形态分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，采用若干理想高斯曲面组合构建接近目标形的充气膜初始形；

S2，根据薄膜无矩理论求得充气膜的分片预张力作为初始态；

S3，通过非线性有限元法迭代求解预应力及变形值；

S4，将求得的变形值逆向施加改变初始形；

S5，对逆变形后有限元模型再次迭代求解，得到充气膜的弹性平衡形态。

2.根据权利要求1所述的一种大跨度充气膜形态分析方法，其特征在于，S1中，由若干理想高斯曲面组合而成的初始形包括第一柱面(1)、第二柱面(2)和过渡球面(3)。

3.根据权利要求2所述的一种大跨度充气膜形态分析方法，其特征在于，第一柱面(1)和第二柱面(2)半径的计算方法如下：

过渡球面(3)半径的计算方法如下：

式中，R₁、R₂为柱面半径，f为充气膜高度，a为充气膜短边方向长度。

4.根据权利要求1所述的一种大跨度充气膜形态分析方法，其特征在于，S2中，柱面的初始预张力的计算方法如下：

球面的初始预张力的计算方法如下：

式中，P为膜面压力，T₁、T₂为膜面初始预张力，f为充气膜高度，a为充气膜短边方向长度。

5.根据权利要求1所述的一种大跨度充气膜形态分析方法，其特征在于，S3中，有限元模型通过牛顿—拉普森迭代方法求解。

6.根据权利要求1所述的一种大跨度充气膜形态分析方法，其特征在于，S3中迭代计算的次数至少为一次。

7.根据权利要求1所述的一种大跨度充气膜形态分析方法，其特征在于，S5中逆变形的初始态采用S2中分片假定的解析解。

8.根据权利要求1所述的一种大跨度充气膜形态分析方法，其特征在于，S5中迭代计算的次数至少为一次。