应用非线性有限元法确定薄膜结构初始形态的计算方法

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确定薄膜结构初始形态的计算方法

1. 支座移动法：
   首先，给定结构的初始预张力的大小和分布，以及支座位置。
   然后，从平面状态开始，逐步抬高或降低已知的控制点到指定位置，从而得到满足边界条件的平衡曲面。
   由于支座的移动，结构会发生很大的变形，体现出较强的几何非线性，所以支座移动法需要多次非线性有限元平衡迭代。
   该方法由于支座移动次数需多次试算确定，可能会增加计算时间，且计算误差累积较大。
2. 节点平衡法：
   首先，根据边界条件对索膜结构进行近似的曲面拟合，得到一个近似的平衡曲面。
   然后，根据初始预应力的大小和分布，在初始形态上进行平衡迭代，最终得到平衡形状。
   节点平衡法较支座移动法简便且计算效率高，但需要对结构初始几何态进行曲面拟合计算，且仅当所给的初始几何态较为接近平衡态时才能保证计算收敛。
  
  它不需要反复调整支座位置或进行多次迭代计算，而是直接通过求解节点平衡方程得到结构的初始形态。这使得节点平衡法成为一种高效且准确的确定薄膜结构初始形态的方法。

3. 综合节点平衡法确实利用了力密度法计算速度快的特点，以适应结构初始方案确定阶段的工作需求。
这种方法通过结合力密度法和基于非线性有限元的节点平衡法的优点，为薄膜结构的初始形态确定提供了一种有效、高效的计算手段。