屈服与屈曲约束下最小质量张拉整体桥梁的参数化设计
材料科学
2014-12-18 v2
摘要
本文研究了在寻求最高效桥梁时使用最基本元素（受拉索和受压杆）的情况。这些元素的稳定排列称为张拉整体结构（tensegrity structures）。我们展示了满足屈服和屈曲约束的这些基本元素的最小质量排列。我们表明，受屈曲约束的简支桥的最小质量解与 Michell 1904 年处理仅屈服约束情形的论文结果一致，尽管我们的边界条件有所不同。我们给出了最小质量桥梁完全位于桥面之上（或之下）的充要条件。此外，该条件仅取决于材料属性。若忽略节点质量并仅考虑桥面以上的桥梁，则最优复杂度（桥梁中的元素数量）趋向于无穷大（产生物质连续体）。若考虑节点质量，则最优复杂度是有限的。桥面下的最优（最小质量）桥梁具有最小的可能复杂度（因此建造成本更低），且在合理的材料选择下，可产生质量最小的桥梁。
引用
@article{arxiv.1411.7966,
title = {Parametric Design of Minimal Mass Tensegrity Bridges Under Yielding and Buckling Constraints},
author = {Gerardo Carpentieri and Robert E. Skelton and Fernando Fraternali},
journal= {arXiv preprint arXiv:1411.7966},
year = {2014}
}
备注
56 pages, 25 figures, 13 tables. Internal Report 2014-1: University of California, San Diego, 2014