「膜结构车棚」充气膜裁剪设计的方法

　　充气膜裁剪设计的方法

 

　　充气膜布局的剪裁是按一定比例的曲面模型，用一定宽度的纸、布或其余柔性材质剪成相应的形状粘贴到模型上，经反复修改，一直到完好，然而需通过计算机方法确定。当前常用的裁剪方法有测地线裁剪法及平面相交裁剪法等，现分别介绍以下。

　　1.测地线裁剪法


 

　　测地线原是个大地测量学中的概念，又称短程线，其通常被理解为：经由曲面上两点并存在于曲面上的非常短的曲线。可展曲面上的测地线在曲面展开成平面后为直线;不可展曲面上的测地线在展开后接近直线。测地线裁剪法，就是以测地线来剖分空间膜面。求曲面上的测地线的问题，实际上是一个求曲面上两点间曲线长度之泛函极值的问题。

 

　　用测地线概念作膜布局裁剪分析的问题之以是复杂，是由于膜布局几何外形的新奇多变。通过找形分析，所获得的是膜面上一些离散点的空间坐标，「通化膜结构」，而不是空间曲面的方程，「膜结构景观」，因而也就无法获得曲面上两点间曲线长度的泛函的显式。通常接纳分段线性化的方法来处理这一问题，即用求极值确定测地线上的若干点，再用线性插值的方法求中心点，从而求得测地线。

 

　　对于一些呈球面特征的曲面或曲面区域，两端点(极点)间的测地线有无数条，即测地线并不唯一，这样就很难控制膜条的非常大宽度。提出了在两端点间再指定一个中心点的准测地线方法并已经用于膜布局设计软件EASY中。

 

　　测地线裁剪法的好处是接缝非常短、用料较省，但裁剪线的分布及材质经、纬方向的考虑不易把握。实际应用中，在将由两条测地线及边界围成的空间膜条展开成平面时，需指定其中的一条测地线为直线。

 

　　2.平面相交裁剪法



        平面相交裁剪法是用一组平面(通常用竖向平面)去截找形所获得的曲面，将膜面分成一个个的“香蕉状”的膜条，以平面与空间曲面的交线作为裁剪线。平面相交裁剪法常用于对称膜面的裁剪，所获得的裁剪线比较整齐、雅观。

 

　　3.膜材的连接方法

 

　　膜材的连接方法膜材的连接方法有机械连接、缝纫连接、热合连接等。机械连接简称夹接，是在两个膜片的边缘埋绳，并在其重叠位置用机械夹板将膜片连接在一起，机械连接常用于大中型布局膜面与膜面的现场拼接。



        缝纫连接是用缝纫机将膜片缝在一起。接纳缝纫连接时，需要注意选择缝纫用线的强度和耐久性。缝纫连接通常用于无防水要求的网状膜材布局中，或者是与热合连接同时应用在PVC涂覆聚酯织物的边角处理上。


 

　　热合连接又称焊接，是通过让膜材接触加热物体、或通过高频电磁波、或向膜材吹热空气等手法，使膜材得到相应的热量从而使织物上的涂层熔融，然后施加压力并冷却使膜片结合在一起。



        热合连接是非常常用的膜材连接方法。对PVC膜材质，多用高频焊接，局部修补可用热风焊接;PTFE及乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)膜材则接纳接触加热物体的高温热合方法。



         接缝可所以搭接，也可所以接纳“背贴条”的拼接，「辽源膜结构」，PTFE膜材焊接时，需要在两层PTFE膜材间放置氟化乙丙烯(FEP)薄膜条。