Effective insights into the geometric stability of symmetric skeletal structures under symmetric variations
Effective insights into the geometric stability of symmetric skeletal structures under symmetric variations
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有效洞察对称变化下对称骨骼结构的几何稳定性
DOI：
10.1016/j.ijsolstr.2015.05.023
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发表时间：
2015-09
影响因子：
3.6
通讯作者：
Pooya Sareh
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yao Chen;Jian Feng;Pooya Sareh
几何稳定性是保证工程结构稳定平衡的必要条件。然而，我们通常会遇到巨大的计算，以检查几何稳定性，当我们对给定的运动和静不定结构的几何形状或连接的变化。这项研究描述了如何利用对称性，以提高对称骨骼结构的流动性和几何稳定性分析。对称扩展迁移率利用群论的方法，基于内部机制和自应力状态的固有对称性，将它们与相对迁移率区分开来。因此，它作为一个有效的工具，以评估可能无法区分传统的结构方法的内部机制的顺序。此外，它是用来获得有效的洞察对称的骨架结构的流动性和几何稳定性与对称扰动的连接或几何。推导了自由度扩展导纳的一阶变化量，分别描述了节点坐标、杆件和运动约束的变化引起的自由度扩展导纳的一阶变化。通过算例验证了该方法的正确性和有效性。我们表明，运动学不确定的对称骨架结构的几何形状或连接可以改变，而在同一时间保持几何稳定性和部分或全部的原始对称性。研究结果对新型可展结构的设计具有潜在的应用价值。
Geometric stability is a necessary criterion to guarantee stable equilibrium in engineering structures. However, we generally encounter enormous calculations to examine the geometric stability when we make variations on the geometry or the connectivity of a given kinematically and statically indeterminate structure. This study describes how symmetry is utilized to enhance the mobility and geometric stability analysis of symmetric skeletal structures. Symmetry-extended mobility distinguishes representations of the internal mechanisms and self-stress states from relative mobility based on their inherent symmetries using group-theoretic method. Thus, it acts as an efficient tool to evaluate the order of internal mechanisms that may be indistinguishable by traditional structural approaches. Further, it is used to gain effective insights into the mobility and geometric stability of a symmetric skeletal structure with symmetrically perturbed connectivity or geometry. The first-order changes of symmetry-extended mobility are deduced to describe the changes induced by the variations of nodal coordinates, members, and kinematic constraints, respectively. Examples are given to verify the correctness and effectiveness of the proposed method. We show that the geometry or connectivity of kinematically indeterminate symmetric skeletal structures can be altered while at the same time retaining geometric stability and some or all of the original symmetry. The results have potential application in the design of novel deployable structures.
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影响因子：
6.4
作者：
F. Fan;Jiachuan Yan;Z. Cao
通讯作者：
F. Fan;Jiachuan Yan;Z. Cao
影响因子：
2.7
作者：
A. Kaveh;M. Nikbakht
通讯作者：
A. Kaveh;M. Nikbakht
影响因子：
3.6
作者：
N. Vassart;R. Laporte;R. Motro
通讯作者：
N. Vassart;R. Laporte;R. Motro
DOI：
10.1115/1.4025472
发表时间：
2014-05
期刊：
Journal of Mechanisms and Robotics
影响因子：
--
作者：
G. Wei;J. Dai
通讯作者：
G. Wei;J. Dai
DOI：
--
发表时间：
2012-09
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Y. Chen;S. Guest;P. Fowler;J. Feng
通讯作者：
Y. Chen;S. Guest;P. Fowler;J. Feng