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新型网状加劲薄壁屋盖结构体系仿生研究.pdf
V01．10
第10卷第5期 建筑钢结构进展 No．5
inSteel Structures 0ct．2008
2008年10月 ProgressBuilding
新型网状加劲薄壁屋盖结构体系仿生研究
沈 伟，张 戈，田嘉盟，莫伟刚
(浙江大学土木工程系，杭州 310027)
摘要： 首先，对实验中获取的高清晰度蜻蜓翅膀数码图片进行细致地分析，找出了翅膀网状翅脉结构中翅脉的分布
规律与尺寸变化、网格形状的差异等结构特征；然后，建立了蜻蜓翅膀平面结构模型和起拱起皱的三维空间结
构模型，并利用ANSYS对其进行分析，采用三节点等参数梁元Beam189模拟翅脉和八节点等参数曲壳单元
Shell
93模拟翅膜，以考虑翅脉和翅膜间的变形协调性。研究表明：三维空间结构模型中的起拱、起皱能显著
提高翅膀结构的刚度和改善翅膀结构中内力的分布；如果将四、六边形的网格单元进行合理搭配，还可以使结
构刚度和材料利用率得到优化。最后，基于以上研究成果，提出了三个具有不同网格分布的新型薄壁屋盖结
构体系仿生模型，并对它们进行了几何非线性分析。
关键词：蜻蜒翅膀；网状翅脉；结构仿生；新型结构体系
中图分类号：TU393．3 文献标识码：A 文章编号：1671—9379(2008)05—0021～07
Studieson Thin--WalledRoof
New··StyleReticulatelyStiffening
Bionic ofa Hind
Systemsby ModelingDragonflyWing
sHEN
Wei，ZHANGGe，TIAN
Jia—meng，MoWei-gang
of
Civil 310027，China)
(DepartmentEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou
SHEN
Wei：shw@eeepdi．eom
Abstract2 resolutionofa hind froma testwasstudied，andthe featureof
Firstly，thehigh picturedragonflywing sample unique
thereticulatevein structurewas two modelsofthe wereestab—
wing figuredout；thencomputational wing
stiffening
in were in oftheveinsandthemem—
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