桁架的案例
桁架橋的演變——大道至簡(jiǎn)
以今日的習(xí)慣，稱為“斜拉桁架”更為準(zhǔn)確，因?yàn)锽ollman桁架的橋面系的荷載，用斜拉桿傳遞到桁架端部的立柱，受力狀況很像雙塔斜拉橋的中跨（交叉拉索）。Bollman成功地用鑄鐵和鍛鐵取代木桁架的壓桿和拉桿，提高了桁架的跨越能力，也提高了橋梁的耐久性，因此一經(jīng)推出便極受歡迎。當(dāng)時(shí)的巴爾的摩和俄亥俄鐵路上，幾乎20米至60米跨度范圍的橋梁都是Fink桁架和Bollman桁架。不僅如此，在那個(gè)年代修筑的公路上，也有不少Bollman公司的作品。
然而，F(xiàn)ink桁架和Bollman桁架的成功很短暫。初期的蒸汽機(jī)車(chē)頭動(dòng)力有限，速度也只是每小時(shí)30英里左右。火車(chē)頭較輕，車(chē)速又很低， Fink桁架橋和Bollman桁架橋能夠滿足列車(chē)通行要求。隨著火車(chē)頭動(dòng)力的增加，機(jī)車(chē)重了，車(chē)速快了，F(xiàn)ink桁架和Bollman桁架剛度過(guò)小的缺陷就完全暴露出來(lái)，當(dāng)列車(chē)通過(guò)時(shí)，橋梁過(guò)大的振動(dòng)令人膽寒。當(dāng)時(shí)所有的Fink桁架橋和Bollman桁架橋之前都有警示火車(chē)司機(jī)減速的標(biāo)示。到了1875年，鐵路橋完全摒棄了這兩種桁架形式。
“天擇”“適者”
達(dá)爾文在論及生物進(jìn)化時(shí)認(rèn)為，在大自然的淘汰下能夠存活繁衍的生物，是那些能夠最快調(diào)整適應(yīng)自然變化的物種。這一原則用來(lái)描述桁架橋在19世紀(jì)短短100年間的演變也十分貼切。
19世紀(jì)中葉是桁架形式發(fā)展的高峰時(shí)期，涌現(xiàn)出許多桁架注冊(cè)專利，獲得使用并有較大影響力的，除了前面兩節(jié)提及的Burr、Town、Fink、Bollman之外，還有如下幾種桁架形式，也在當(dāng)時(shí)的鐵路建設(shè)中廣泛應(yīng)用。
Howe桁架和Pratt桁架，與Fink和Bollman桁架幾乎同時(shí)發(fā)明。
長(zhǎng)期以來(lái)，受拉桿件的連接節(jié)點(diǎn)一直是木桁架的弱點(diǎn)。Howe用鑄鐵取代木材做桁架豎桿，簡(jiǎn)化了節(jié)點(diǎn)處復(fù)雜的榫頭連接構(gòu)造，提高了桁架的使用壽命。
展開(kāi) 《基于 ABAQUS 的桁架機(jī)器人模態(tài)分析》
摘 要：為了確保桁架機(jī)器人在設(shè)計(jì)階段滿足模態(tài)性能要求，在設(shè)計(jì)前期需要對(duì)桁架機(jī)器人進(jìn)行模態(tài)分析研究。本文首先根據(jù)物流工廠中的實(shí)際需求，確定桁架機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)，并建立三維模型；然后基于 ABAQUS 有限元仿真平臺(tái)提取桁架機(jī)器人的前十階固有頻率以及振型；最后通過(guò)模態(tài)試驗(yàn)方法對(duì)桁架機(jī)器人的實(shí)體縮小模型進(jìn)行分析。結(jié)果表明：模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果中存在四種振型與 ABAQUS 分析結(jié)果中的四種振型吻合程度較高，驗(yàn)證了仿真實(shí)驗(yàn)的可靠性。所做分析為避免發(fā)生共振及后續(xù)改進(jìn)等研究提供理論支持。
關(guān)鍵詞：桁架機(jī)器人；ABAQUS；模態(tài)仿真；模態(tài)試驗(yàn)
0 引言
隨著“中國(guó)制造 2025”的不斷推廣，鼓勵(lì)制 造企業(yè)進(jìn)行物流智能化轉(zhuǎn)型，推動(dòng)物流、智能倉(cāng)儲(chǔ) 等物流新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用。在這個(gè)過(guò)程中，智 能物流工廠必須堅(jiān)持以智能產(chǎn)品為主體，智能生產(chǎn) 為主線[1]。工業(yè)機(jī)器人是整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán) 節(jié)，能有效降低人工成本，提高生產(chǎn)效率。桁架機(jī) 器人也叫直角坐標(biāo)機(jī)器人，是工業(yè)機(jī)器人的一種。由于桁架機(jī)器人有著可承受重質(zhì)量運(yùn)輸、剛度大、 強(qiáng)度高、安全系數(shù)高等特點(diǎn)，使得它在物流工廠應(yīng) 用中的優(yōu)勢(shì)更加明顯。當(dāng)前，桁架機(jī)器人在智能制 造中有著舉足輕重的地位，它不僅大大降低了企業(yè) 總成本中的勞動(dòng)力投入成本，而且顯著提高了制造 業(yè)中的生產(chǎn)效率。桁架機(jī)器人主要以直線運(yùn)動(dòng)為 主，由 X，Y 及 Z 方向分別提供 3 個(gè)獨(dú)立的自由度， 完成工作空間點(diǎn)的定位工作。桁架機(jī)器人作為智能 物流工廠輸送線中的重要組成部分，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起 著至關(guān)重要的作用，必須保證桁架機(jī)器人正常工作 情況下的運(yùn)動(dòng)精度及可靠性。因此，對(duì)桁架機(jī)器人 進(jìn)行模態(tài)分析的研究具有重要的意義。
國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析進(jìn)行了大量研 究。
展開(kāi) 桁架橋的演變——大道至簡(jiǎn)
19世紀(jì)中葉是桁架形式發(fā)展的高峰時(shí)期，涌現(xiàn)出許多桁架注冊(cè)專利，獲得使用并有較大影響力的，除了前面兩節(jié)提及的Burr、Town、Fink、Bollman之外，還有如下幾種桁架形式，也在當(dāng)時(shí)的鐵路建設(shè)中廣泛應(yīng)用。
Howe桁架和Pratt桁架，與Fink和Bollman桁架幾乎同時(shí)發(fā)明。
長(zhǎng)期以來(lái)，受拉桿件的連接節(jié)點(diǎn)一直是木桁架的弱點(diǎn)。Howe用鑄鐵取代木材做桁架豎桿，簡(jiǎn)化了節(jié)點(diǎn)處復(fù)雜的榫頭連接構(gòu)造，提高了桁架的使用壽命。而且Hown使用螺紋拉桿，兩端用螺母固定的方式，使得豎桿成為可調(diào)節(jié)的拉力構(gòu)件，通過(guò)改變豎拉桿的長(zhǎng)度，橋梁在使用過(guò)程中較大的變形可以得到部分恢復(fù)。這是Hown桁架的一個(gè)最重要的特性，Hown桁架因此而被認(rèn)為代表了木桁架橋的最高成就，也是桁架梁從木材向金屬材料過(guò)渡的一個(gè)起點(diǎn)。
圖14 Pratt桁架和它的兩種衍生桁架
與Hown桁架的受力構(gòu)件相反，Pratt桁架是斜桿作為拉桿，豎桿作為壓桿。顯然，如果沿用木材做壓桿，金屬材料做拉桿的思路，Pratt桁架需要更多的金屬材料，因而比同樣設(shè)計(jì)的Hown桁架貴。因此，盡管Pratt桁架與Hown桁架都在19世紀(jì)40年代發(fā)明，初期Pratt并不流行，而是Hown桁架更為常見(jiàn)。不久，全金屬材料的橋梁開(kāi)始受到鐵路投資人的青睞，Pratt桁架便逐漸取代Hown桁架，成為跨度小于75米鐵路橋最大量使用的結(jié)構(gòu)形式。
當(dāng)時(shí)還有一個(gè)經(jīng)濟(jì)控制因素，即將節(jié)間長(zhǎng)度限制在7.62米之內(nèi)，可以得到最經(jīng)濟(jì)的橋面系設(shè)計(jì)。Pratt桁架的兩個(gè)變種，即Baltimore桁架和Pennsylvanian桁架對(duì)此做了改進(jìn)。
展開(kāi) 雙扭曲空間鋼管桁架屋面結(jié)構(gòu)工程
滄州體育場(chǎng)主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，地上四層，屋蓋結(jié)構(gòu)為橢圓形空間鋼管桁架結(jié)構(gòu)體系。屋蓋的橢圓形結(jié)構(gòu)長(zhǎng)軸長(zhǎng)271米，短軸長(zhǎng)231米。整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)由20組環(huán)形桁架單元體沿橢圓形結(jié)構(gòu)布置而成。每組環(huán)形桁架通過(guò)斜撐支撐在看臺(tái)E軸的三層結(jié)構(gòu)柱上，底腳支座位于F軸一層結(jié)構(gòu)柱上。每組環(huán)形桁架單元體由2榀主桁架、2榀次桁架、2榀封邊桁架和系桿組成。每榀桁架均由空間三維曲線組成，截面呈倒三角形，最大截面高4.5米、寬3米。鋼桁架最高點(diǎn)中心標(biāo)高達(dá)42.1米。上、下弦桿主要截面為Φ273×8～Φ273×18，腹桿主要截面為Φ168×8、Φ219×12，材質(zhì)均為Q345B。屋蓋鋼結(jié)構(gòu)工程用鋼量約4000噸。
滄州體育場(chǎng)雙扭曲空間鋼管桁架屋面結(jié)構(gòu)工程
滄州體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)吊裝完成
結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，安裝難度大，需設(shè)置大量臨時(shí)支撐
主、次桁架弧長(zhǎng)最長(zhǎng)達(dá)65米，投影長(zhǎng)度達(dá)48米，桁架頂標(biāo)高最高為42.1米，單榀最重達(dá)50噸，支點(diǎn)分別支撐于一層和三層結(jié)構(gòu)柱上，每榀桁架均為空間三維構(gòu)造，空間定位困難，且桁架吊裝到位后，需設(shè)置可靠的支撐。如何確保吊裝安全可靠且保質(zhì)保量地完成鋼結(jié)構(gòu)安裝是本工程最難、最重要的一點(diǎn)。
解決對(duì)策：使用大型的履帶吊車(chē)進(jìn)行吊裝，并將桁架進(jìn)行合理的分段，在分段點(diǎn)處設(shè)置支撐。桁架的支撐選用標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的Φ609×16圓管，圓管間使用Φ133×12鋼管作為系桿進(jìn)行拉結(jié)。根據(jù)支撐高度的不同，Φ609×16圓管作為主桁架的支撐時(shí)可組拼成兩種形式：一種為門(mén)式，設(shè)置在主桁架以及次桁架兩個(gè)分段之間，組成門(mén)式框架結(jié)構(gòu)；另一種為三角形，設(shè)置在主桁架與內(nèi)封邊桁架接口位置。由于門(mén)式支撐設(shè)置在看臺(tái)結(jié)構(gòu)上，為保證結(jié)構(gòu)安全，在門(mén)式支撐架下設(shè)置橫向轉(zhuǎn)換梁，并在下部混凝土梁使用碗扣腳手架進(jìn)行加固。
展開(kāi) 
當(dāng)桁架遇到拓?fù)鋬?yōu)化
本桁架跨度30米，桁架跨高比分別為1/5，1/10；約束條件分別為上部約束，下部約束，上下約束；荷載分別為均布荷載，跨中集中荷載，1/3跨集中荷載。
自重下的桁架結(jié)構(gòu)有限元分析
桁架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于工程中，車(chē)站、港口、工礦等大中型建筑內(nèi)都會(huì)見(jiàn)到。此結(jié)構(gòu)具有跨度大、載荷小等特點(diǎn)。本文基于WELSIM仿真軟件，模擬了其在自身重力作用下的等效位移和變形。
1.實(shí)物模型
可以看到桁架結(jié)構(gòu)應(yīng)用與各種場(chǎng)合，而桁架的設(shè)計(jì)，尤其是結(jié)構(gòu)的承受能力與穩(wěn)定能力是至關(guān)重要的。
桁架的形式也是多種多樣，每種經(jīng)典的桁架設(shè)計(jì)都有其自身的優(yōu)點(diǎn)。常見(jiàn)的桁架概念設(shè)計(jì)如下：
桁架的形式也是多種多樣，每種經(jīng)典的桁架設(shè)計(jì)都有其自身的優(yōu)點(diǎn)。常見(jiàn)的桁架概念設(shè)計(jì)如下：
2.有限元模型
我們將CAD軟件中設(shè)計(jì)好的桁架模型導(dǎo)入WELSIM軟件，并進(jìn)行后續(xù)分析。
可以看到導(dǎo)入的桁架是個(gè)多體結(jié)構(gòu)，由于大多數(shù)的桁架結(jié)構(gòu)都是通過(guò)焊接或者鉚接而成，而且材料一般是一致的。我們將桁架梁整合起來(lái)，可以免去接觸的設(shè)置步驟，同時(shí)節(jié)約計(jì)算時(shí)間。WELSIM提供了將幾何體整合的功能，可以從工具欄或者菜單欄選擇“Union”。
結(jié)構(gòu)合并后，會(huì)得到一個(gè)幾何體。如圖所示。這里我們使用默認(rèn)的結(jié)構(gòu)鋼材料。
3.網(wǎng)格劃分
WELSIM提供了自動(dòng)網(wǎng)格劃分功能，只需簡(jiǎn)單設(shè)置一下，便可迅速得到劃分好的單元與節(jié)點(diǎn)。這里我們?cè)O(shè)置使用Tet10單元，網(wǎng)格劃分結(jié)果如下，共有147811個(gè)節(jié)點(diǎn)，78081個(gè)四面體單元。
4.載荷與約束的施加
在這個(gè)結(jié)構(gòu)上我們將底部的兩端固定住，如圖所示。
展開(kāi) 基于SimSolid的自動(dòng)扶梯分段桁架強(qiáng)度計(jì)算
技術(shù)鄰用戶：樓蘭的薄荷
1 背景
自動(dòng)扶梯桁架作為自動(dòng)扶梯的主要承載構(gòu)件，對(duì)維持扶梯的正常運(yùn)轉(zhuǎn)、保障乘客安全具有重大意義。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其強(qiáng)度設(shè)計(jì)有明確的技術(shù)要求：自動(dòng)扶梯或自動(dòng)人行道支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所依據(jù)的載荷是自動(dòng)扶梯或自動(dòng)人行道的自重加上5000N/㎡的載荷。根據(jù)5000/㎡的載荷計(jì)算或?qū)崪y(cè)的最大撓度，不應(yīng)大于支承距離的1/750。
行業(yè)內(nèi)提升高度大于6米的扶梯，考慮制造和運(yùn)輸?shù)姆奖阈裕话銓⒎鎏?em>桁架分段設(shè)計(jì)，這就需要額外校驗(yàn)分段連接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。以往計(jì)算這類(lèi)桁架通常將其視為整體桁架，建立整體線框模型，賦予各線框?qū)?yīng)的型材截面，得到桁架桿件承受的最大拉力，并以此對(duì)分段結(jié)構(gòu)進(jìn)行單獨(dú)的建模分析，步驟較為繁瑣。Altair全新推出的商用SimSolid軟件，對(duì)于這類(lèi)計(jì)算桁架就簡(jiǎn)單多了，用戶可以直接將帶分段連接組件的實(shí)體桁架模型導(dǎo)入到SimSolid進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，分析流程極為高效。以下就采用SimSolid對(duì)我司自動(dòng)扶梯產(chǎn)品所用的桁架進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。
展開(kāi) MATLAB實(shí)戰(zhàn) | 平面桁架結(jié)構(gòu)受力分析
桁架是工程中常用的一種結(jié)構(gòu)，各構(gòu)件在同一平面內(nèi)的桁架稱為平面桁架。如圖7-3所示的平面桁架結(jié)構(gòu)由連接于A、B、C、D、E、F、G、H共8個(gè)節(jié)點(diǎn)的13根桿件構(gòu)成。在節(jié)點(diǎn)B、E和F上施加指定載荷，求桁架每根桿件上的軸力。
對(duì)于靜態(tài)平衡的桁架而言，它的各個(gè)節(jié)點(diǎn)也一定是平衡的，即在任何節(jié)點(diǎn)上水平方向或垂直方向受力之和都必須為零。因此，可以對(duì)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)列出兩個(gè)獨(dú)立的平衡方程，從而可求出桿件的軸力。對(duì)于8個(gè)節(jié)點(diǎn)，可以列出16個(gè)方程，方程數(shù)多于待定的13個(gè)未知量。為使該桁架靜定，即為使問(wèn)題存在唯一解，我們假定：節(jié)點(diǎn)A在水平和垂直方向上剛性固定，而節(jié)點(diǎn)H僅在垂直方向剛性固定。
展開(kāi) 基于simsolid的自動(dòng)扶梯分段桁架強(qiáng)度計(jì)算
1 背景
自動(dòng)扶梯桁架作為自動(dòng)扶梯的主要承載構(gòu)件，對(duì)維持扶梯的正常運(yùn)轉(zhuǎn)、保障乘客安全具有重大意義。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其強(qiáng)度設(shè)計(jì)有明確的技術(shù)要求：自動(dòng)扶梯或自動(dòng)人行道支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所依據(jù)的載荷是自動(dòng)扶梯或自動(dòng)人行道的自重加上5000N/㎡的載荷。根據(jù)5000/㎡的載荷計(jì)算或?qū)崪y(cè)的最大撓度，不應(yīng)大于支承距離的1/750。
行業(yè)內(nèi)提升高度大于6米的扶梯，考慮制造和運(yùn)輸?shù)姆奖阈裕话銓⒎鎏?em>桁架分段設(shè)計(jì)，這就需要額外校驗(yàn)分段連接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。以往計(jì)算這類(lèi)桁架通常將其視為整體桁架，建立整體線框模型，賦予各線框?qū)?yīng)的型材截面，得到桁架桿件承受的最大拉力，并以此對(duì)分段結(jié)構(gòu)進(jìn)行單獨(dú)的建模分析，步驟較為繁瑣。Altair全新推出的商用SimSolid軟件，對(duì)于這類(lèi)計(jì)算桁架就簡(jiǎn)單多了，用戶可以直接將帶分段連接組件的實(shí)體桁架模型導(dǎo)入到SimSolid進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，分析流程極為高效。以下就采用SimSolid對(duì)我司自動(dòng)扶梯產(chǎn)品所用的桁架進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。
2 主要技術(shù)參數(shù)及載荷
2.1 計(jì)算依據(jù)
GB16899-2011《自動(dòng)扶梯與自動(dòng)人行道制造與安裝安全規(guī)范》
2.2 模型
扶梯方管桁架三維模型（使用creo2.0建模）如圖2-1：
基于simsolid的自動(dòng)扶梯分段桁架強(qiáng)度計(jì)算.pdf
附件是詳細(xì)的說(shuō)明文件和SimSolid源文件，解壓即可。
H7600_SQURE_TRUSS_SEP.rar
展開(kāi) 《基于 ABAQUS 的大跨距桁架不同截面模態(tài)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化》
[ 摘要 ] 針對(duì)某企業(yè)多臺(tái)聯(lián)動(dòng) CNC 車(chē)床大跨距桁架機(jī)械手機(jī)身剛度及整機(jī)穩(wěn)定性問(wèn)題，基于 ABAQUS 模態(tài) 分析理論，對(duì)大跨距桁架機(jī)械手橫梁不同橫截面進(jìn)行分析，比較并判別最優(yōu)橫截面材料力學(xué)性能。通過(guò)對(duì) 桁架機(jī)械手橫梁不同橫截面的有限元分析，得出其自振頻率以及前 6 階振型圖。根據(jù)企業(yè)要求，優(yōu)化橫梁 結(jié)構(gòu)，使其在滿足高精度高剛度的要求下，機(jī)構(gòu)重量減輕，滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，提高經(jīng)濟(jì)效益。
[ 關(guān)鍵詞 ] ABAQUS；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；模態(tài)分析；振動(dòng)；桁架機(jī)械手
0 引言
桁架機(jī)械手是一種建立在直角 X，Y，Z 三 坐標(biāo)系統(tǒng)基礎(chǔ)上 [1]，可以調(diào)整零件位置，或者實(shí) 現(xiàn)零件的軌跡運(yùn)動(dòng)等功能的全自動(dòng)工業(yè)設(shè)備 [2]。大部分桁架機(jī)械手由直線運(yùn)動(dòng)模塊組成 [3-4]。本 文針對(duì)江西贛州某自動(dòng)化加工鐘表企業(yè)，實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)抓取加工表殼功能，設(shè)計(jì)出一款適用于多臺(tái) CNC 車(chē)床的大跨距桁架機(jī)械手。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)三 臺(tái) CNC 車(chē)床并行工作，提高工件加工生產(chǎn)效率， 但由于其桁架機(jī)械手縱梁跨度較大，故需要對(duì)其 進(jìn)行桁架結(jié)構(gòu)模態(tài)分析，并需要進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
本文大跨距桁架機(jī)械手主要由 X 軸橫梁組件、Y軸縱梁組件和支撐立柱等核心部件組成[5-6]。企業(yè)要求大跨距橫梁采用矩形橫截面，故對(duì)其橫 梁截面進(jìn)行優(yōu)化，使其在滿足高精度高剛度的要 求下，機(jī)構(gòu)重量減輕，滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，提高 經(jīng)濟(jì)效益。
裝有機(jī)械臂的組件需要在 X 軸橫梁上行走， 在此過(guò)程中，會(huì)對(duì) X 軸橫梁產(chǎn)生一定載荷，在此載荷下，機(jī)身容易發(fā)生變形，需要對(duì)對(duì) X 軸橫梁 進(jìn)行模態(tài)分析，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，避免發(fā)生共振 [7-8]。
1 桁架機(jī)械手結(jié)構(gòu)
如圖 1 所示，X，Y，Z 三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)組件 為桁架機(jī)械手的核心組件，定義規(guī)則遵循笛卡爾 坐標(biāo)系 [9-10]。
展開(kāi) 波音優(yōu)化跨聲速桁架支撐機(jī)翼布局
波音跨聲速桁架支撐機(jī)翼布局（TTBW）將在2019年經(jīng)歷高低速風(fēng)洞試驗(yàn)
波音TTBW項(xiàng)目經(jīng)理尼爾·哈里森表示：“在之前的設(shè)計(jì)中，機(jī)翼和桁架的位置有些重疊的。然而，由于更高馬赫數(shù)的布局變化，機(jī)翼已經(jīng)向前移動(dòng)。我們學(xué)到的最重要的事情是，當(dāng)我們把這兩個(gè)分開(kāi)時(shí)，我們能夠從空氣動(dòng)力學(xué)的角度比以前更多地利用桁架。”
重新設(shè)計(jì)的桁架增加了與機(jī)身連接處的弦長(zhǎng)，后緣前掠，弦長(zhǎng)向桁架與上機(jī)翼的連接處逐漸減小。桁架和機(jī)翼連接處內(nèi)側(cè)的輔助翼柱的位置向外翼移動(dòng)。哈里森表示：“桁架現(xiàn)在可以產(chǎn)生升力。在上一代翼柱支撐布局飛機(jī)上，翼柱會(huì)將載荷傳遞到機(jī)翼下表面（不利于結(jié)構(gòu)減重）。現(xiàn)在通過(guò)解耦，我們可以進(jìn)行氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)性能的最大化。”
優(yōu)化的TTBW布局將機(jī)翼向前移動(dòng)，使得桁架可在不增加機(jī)翼載荷的情況下產(chǎn)生升力
盡管增加了后掠角，機(jī)翼仍然保持著同樣的窄弦長(zhǎng)、等弦長(zhǎng)和52米展長(zhǎng)。機(jī)翼展弦比依然為19.6，機(jī)翼折疊的位置也保持不變，在桁架附著點(diǎn)外側(cè)附近。機(jī)翼折疊設(shè)計(jì)使TTBW能夠使用更小的像36米翼展737一樣可以使用的那些機(jī)庫(kù)門(mén)。
哈里森說(shuō):“該項(xiàng)目的主要焦點(diǎn)仍然是驗(yàn)證該結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)效率，我們即將開(kāi)始風(fēng)洞驗(yàn)證。”他補(bǔ)充說(shuō):“我們預(yù)計(jì)，與傳統(tǒng)的懸臂機(jī)翼設(shè)計(jì)相比，它的燃油效率將提高8-10%，但我們?nèi)栽隍?yàn)證這一點(diǎn)。”“即將到來(lái)的風(fēng)洞測(cè)試將給我們一個(gè)真實(shí)的數(shù)字。”
隨著高速構(gòu)型定義的完成，今年年初將開(kāi)始在NASA埃姆斯11英尺跨聲速風(fēng)洞進(jìn)行0.8馬赫的高速測(cè)試。
展開(kāi) 
基于OptiStruct的拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)在大跨度桁架結(jié)構(gòu)中的運(yùn)用
一、研究背景
桁架結(jié)構(gòu)廣泛運(yùn)用于大跨度建筑結(jié)構(gòu)中，如體育場(chǎng)、體育館，演藝中心、會(huì)議中心、超高層連廊等等。研究桁架的最優(yōu)受力形態(tài)對(duì)工程有極大的意義。
二、研究?jī)?nèi)容
?支座約束形式對(duì)桁架拓?fù)湫问降挠绊? ?荷載形式對(duì)桁架拓?fù)湫问降挠绊??跨高比對(duì)桁架拓?fù)湫问叫问降挠绊?三、研究模型
?本桁架跨度30米，桁架跨高比分別為1/5，1/10，1/15；約束條件分別為上部約束，下部約束，上下約束；荷載分別為均布荷載，跨中集中荷載，1/3跨集中荷載。
模型一
模型二
模型三
模型四
模型五等共十八個(gè)模型
四、結(jié)論
基于以上分析可以得到:
?拓?fù)鋬?yōu)化的形狀較我們平常設(shè)計(jì)的桁架形式有較大的區(qū)別。
?支座形式、荷載形式、跨高比都很大程度影響桁架的最優(yōu)拓?fù)湫螤睿诰唧w項(xiàng)目實(shí)踐中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際條件分析最優(yōu)的拓?fù)湫螤睢?拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)在大跨度桁架結(jié)構(gòu)中的運(yùn)用.ppt
展開(kāi) 屋面環(huán)桁架安裝完成，年底將完成“天幕編織”！
11月30日，2022年北京冬奧會(huì)北京賽區(qū)標(biāo)志性工程——國(guó)家速滑館屋面環(huán)桁架最后一根主弦桿吊裝到位，標(biāo)志著該工程屋面鋼結(jié)構(gòu)安裝全部完成。
國(guó)家速滑館
李斐然攝 千龍網(wǎng)發(fā)
在現(xiàn)場(chǎng)可以看到，橢圓形的鋼制環(huán)桁架宛如一條鋼鐵“巨龍”穩(wěn)穩(wěn)地盤(pán)旋在主體結(jié)構(gòu)上空，場(chǎng)地內(nèi)屋面索網(wǎng)安裝有序開(kāi)展，參建各方正在為實(shí)現(xiàn)今年完成“編織天幕”的建設(shè)目標(biāo)不懈努力。
“國(guó)家速滑館屋面環(huán)桁架工程的主弦桿共328根，腹桿共2220根，總用鋼量約8500噸。”城建集團(tuán)國(guó)家速滑館項(xiàng)目施工負(fù)責(zé)人王中錄介紹，由于工期緊，任務(wù)重，采取了屋面環(huán)桁架施工、現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工、預(yù)制板看臺(tái)結(jié)構(gòu)施工和索結(jié)構(gòu)施工準(zhǔn)備同步進(jìn)行的施工方案。這種交叉施工，在一定程度上加大了鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架安裝的難度和風(fēng)險(xiǎn)，在完成4800噸的支撐格構(gòu)式胎架后，工人們?cè)?0米的高空完成吊裝、調(diào)準(zhǔn)與焊接作業(yè)。屋面環(huán)桁架的桿件數(shù)量龐大，拼裝難度高，城建集團(tuán)和專業(yè)施工單位先后組織400多工人們夜以繼日地全力奮戰(zhàn)。從2018年11月16日環(huán)桁架滑移開(kāi)始，在短短的半個(gè)月時(shí)間里，經(jīng)歷了滑移，落架卸載等工序后，完成了最后一根主弦桿的吊裝。
施工現(xiàn)場(chǎng)
李斐然攝 千龍網(wǎng)發(fā)
國(guó)家速滑館公司黨委副書(shū)記、總經(jīng)理張紹輝介紹，國(guó)家速滑館屋面體系造型美觀、新穎，涵蓋多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)難點(diǎn)，施工難度在同類(lèi)型場(chǎng)館中首屈一指。本次采用的屋面環(huán)桁架“南北分區(qū)直接吊裝和東西滑移安裝”的施工方法，是在多次論證后選定的最為高效、經(jīng)濟(jì)、安全的施工方法。屋面環(huán)桁架的順利安裝到位，是業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工各方共同努力的結(jié)果，也為今年“編織天幕”創(chuàng)造了有利條件。
今年9月底，“冰絲帶”實(shí)現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)封頂。按照施工進(jìn)度，“冰絲帶”將于今年年底完成“天幕編織”，明年10月完成制冰工程，明年年底項(xiàng)目基本完成。
展開(kāi) 可伸縮式雙榀桁架免落地臨時(shí)支撐
3.任務(wù)
利用<a href="/major/<a href="/major/ABAQUS通用有限元計(jì)算程序?qū)缮炜s免落地樓板臨時(shí)桁架支撐進(jìn)行均布荷載下的承載力分析；對(duì)有側(cè)向約束和無(wú)側(cè)向約束兩種情況分別進(jìn)行建模分析，為理論計(jì)算結(jié)果和工程應(yīng)用提供參考。
二、仿真計(jì)算采用的設(shè)備基本情況
處理器為 Intel(R) Core(TM) i7-4790 CPU @ 3.60GHz 3.60 GHz
機(jī)帶RAM： 16.00 GB
系統(tǒng)類(lèi)型：64 位操作系統(tǒng), 基于 x64 的處理器
三、計(jì)算模型的處理技術(shù)
模型采用非線性隱式方法求解。上弦、下弦、墊板、銷(xiāo)軸、螺栓均采用8節(jié)點(diǎn)六面體線性減縮積分的三維實(shí)體單元（C3D8R），并進(jìn)行沙漏控制；腹桿桁架鋼筋選取2節(jié)點(diǎn)線性三維桁架單元（T3D2）。模型采用了結(jié)構(gòu)化與掃掠式結(jié)合的網(wǎng)格劃分技術(shù)。
銷(xiāo)軸和支撐端部的拉力螺栓與支撐之間采用綁定（Tie）約束模擬，上、下弦中的插接部位采用綁定（Tie）約束模擬；腹桿桁架鋼筋與上、下弦之間采用綁定（Tie）約束模擬；插接部分下弦與上弦連接部位采用綁定（Tie）約束模擬；插接部分端部下側(cè)墊板與上弦采用綁定（Tie）約束模擬。加載點(diǎn)與雙榀腹桿桁架的上弦上表面進(jìn)行耦合約束。
（a） 上弦
（b） 下弦
（c） 腹桿
（d） 墊板
（e） 銷(xiāo)軸與螺栓
圖1 部件
圖2 單元網(wǎng)格劃分
四、方法計(jì)算的機(jī)時(shí)耗費(fèi)情況
該模型計(jì)算效率和精度較高，在處理器為 Intel(R) Core(TM) i7-4790 CPU @ 3.60GHz 3.60 GHz，內(nèi)存為16.00 GB， 64 位Windows操作系統(tǒng)（基于 x64 的處理器）下，由于建模過(guò)程較精細(xì)，耗費(fèi)時(shí)間略長(zhǎng)，約4小時(shí)。
展開(kāi) Abaqus 三維剛架與桁架模型分析
桁架單元的網(wǎng)格劃分，需要局部布種，按個(gè)數(shù)為1布置，采用T3D2兩結(jié)點(diǎn)線性三維桁架單元。
查看位移，應(yīng)力云圖，觀察到頂部四個(gè)角點(diǎn)的位移最大為5.378mm，底部四個(gè)鉸結(jié)支座反力為403.7KN，四角的錐體桿件的應(yīng)力偏大。
選取下圖兩個(gè)桁架桿繪制應(yīng)力，查看數(shù)據(jù)表可知上弦桿應(yīng)力為82.741Mpa，腹桿為161.473Mpa。
來(lái)源：Building可視庫(kù)
