初始形態(tài)分析

初始形態(tài)分析的目的是確定膜結(jié)構(gòu)在給定邊界和預(yù)張力條件下的初始平衡曲面，為后續(xù)的荷載效應(yīng)分析和裁剪分析提供準確計算模型。初始形態(tài)分析是一般工程分析的反問題，是個由給定“態(tài)”來求對應(yīng)“形”的過程，因此也常被稱為找形(formfinding)。膜結(jié)構(gòu)的找形方法主要有物理模型法和數(shù)值分析法。

數(shù)值分析找形法

隨著計算機和結(jié)構(gòu)分析技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值方法已成為膜結(jié)構(gòu)找形的主要方法。其中，以力密度法、動力松弛法和非線性有限元法應(yīng)用最為廣泛。力密度法(ForceDensityMethod)是由Linkwitz及Schek[4-5]于20世紀70年代提出的一種用于索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的找形方法。后來，Grundig等L6j學(xué)者針對膜結(jié)構(gòu)特點引入極小曲面概念，發(fā)展完善了該方法。由于力密度法只需要給出幾何拓撲、力密度值和邊界

節(jié)點坐標，即可建立關(guān)于節(jié)點坐標的線性方程組，求得各節(jié)點的真實坐標，因此計算速度較快，且避免了初始坐標問題和非線性收斂問題。該方法的缺點是沒有考慮大變形的影響，得到的初始位形可能誤差較大，此外力密度值的設(shè)定對計算結(jié)果準確性影響較大，往往需要多次試算。針對上述問題，國內(nèi)外學(xué)者提出了一系列改進方法，如面密度法J、改進力密度法]、混合力密度法J等。