空間膜的裁剪分析之一

上面已經提到，膜結構的分析包括三大方面內容，即形狀確定、荷載分析和裁剪分析。裁剪分析，就是將由找形得到并經荷載分析復核的空間曲面，轉換成無應力的平面下料圖。裁剪分析包含三個步驟：（1）空間膜面剖分成空間膜條膜結構是通過結構來表現造型，空間膜面在剖分成膜條時，要充分考慮膜條的邊線即熱合縫對美觀的影響；同時膜材是正交異性材料，為使其受力性能最佳，應保證織物的經、緯方向與曲面上的主應力方向盡可能一致；此外，用料最省、縫線最短，也是進行膜面剖分必須考慮的因素。（2）空間膜條展開成平面膜片空間膜條展開成平面膜片，即將膜條的三維數據轉化成相應的二維數據，采用幾何方法，簡單可行。但如果膜條本身是個不可展曲面，就得將膜條再剖分成多個單元，采用適當的方法將其展開。此展開過程是近似的，為保證相鄰單元拼接協調，展開時要使得單元邊長的變化為極小。（3）應力狀態轉化到無應力狀態從應力狀態到無應力狀態的轉化，即釋放預應力、進行應變補償。膜結構是在預應力狀態下工作的，而平面膜材的下料是在無應力狀態下進行的，為確定膜材的下料圖，需對膜片釋放預應力，并進行應變補償。這里的補償實際上是縮減，在此基礎上加上熱合縫的寬度，即可得膜材的下料圖。上述過程，即為裁剪分析。1.測地線裁剪法裁剪分析與找形技術的產生及發展過程極為相似，都是從測量實物模型開始的，對于簡單規則的可展曲面，可直接利用幾何方法將其展開�，F代概念上的裁剪分析，主要還是依賴于計算機技術的發展而發展的。在此過程中，產生了許多方法，如測地線法、有限元法、優化分析法，等等。下面介紹被廣泛應用的測地線法。