充气膜中合理设计内压的分析说明

　　据悉，充气膜结构的较大工作气压可以达到 500Pa~800Pa，膜结构规范比较健全的日本规定了气膜结构正常工作时内压应大于 200Pa。现取 200Pa、300Pa、 40OPa 三种内压进行拉索与膜面之间的接触分析计算，这三种内压均符合膜结构对正常工作内压的要求，也是在合理内压的范围之内;同时施加 X向索和Z向索，摩擦系数取 0.4，膜厚取 lmm。在以上三种内压下接触分析的计算结果见下表及图 1、2。

　　由表 1 可得，各计算工况的膜面较小应力均大于零，膜面不会出现褶皱，且膜面应力随着内压的增加而增加，这符合充气膜结构“形”与“态”的一一对应关系。

　　由图 1、2中a）索滑移量所示， Z向拉索和 X向拉索的滑移量随内压的增加而增加，Z 向拉索中间部分的滑移量增加较大，X 向拉索滑移量增加较小。由图 1、2中b）接触摩擦应力所示，Z向拉索接触摩擦应力随内压增加的变化趋势为两端增加较小，中间部分增加较大;相比较而言X向拉索则刚好相反，两端部分增加较大，中间部分增加较小。

　　由图 1、2 中c）接触法向应力、d）索轴向应力所示，Z向拉索和X 向拉索的接触法向应力与轴向应力随内压的变化比较均匀增加，呈现出良好的一致性。另外，拉索的应力均大于零，也保障了拉索不会出现松弛而退出工作。

　　上述这些都从侧面说明了，内压对气承式充气膜结构初始形态的不同方面的影响是比较显明的，寻求合理的内压对气膜结构的设计是相当重要的。