充气膜结构的悬垂力学分析

　　膜材料广泛运用于建筑结构和航天器结构，其中航天器结构大多为大型可展结构，如充气可展天线、太阳忛板、火星登陆器、太空舱等，可展开薄膜结构具有大型、柔软、重量轻、易折叠等特性，在建筑结构方面，美国和日本已建造多个大中型充气膜式体育馆，近年来我国建成了一些作为游泳馆和临时性的展览馆，充气薄膜结构引起了很多学者的兴趣。

　　通常来说，充气膜结构在充气成形以前，膜材料在重カ作用下，曲面处于悬垂状态，达到暂时的稳定状态，薄膜的自重使得在薄膜曲面内具有一定的预张力，具有几何刚度而达到稳定，在充气展开分析前，求解膜悬垂状态的稳定形态是相当重要的。

　　计算当前形状的刚度矩阵并进行特征值分解后，判别结构是否达到稳定状态，若存在刚体的位移模态，则计算刚体的位移，新结构的形状，逐步向稳定状态运动，当达到稳定条件式△I=0时，求出弹性变形，改换结构的形状，求得充气膜在自重作用下的终端悬垂稳定形状，计算结束悬垂力学分析步骤如图2所示：