![]()
壳体结构一般指层状结构。它的受力特点是外力作用于结构表面,如摩托车头盔、护罩等。它常用于工业设计的各个领域。
壳体结构是由空间曲板或边缘构件组成的空间曲结构。外壳的厚度远小于外壳的其他尺寸,因此外壳结构具有良好的空间荷载传递性能。它可以形成承载能力高、刚度高、构件厚度小的承重结构。它可以覆盖或维护大跨度空间,而无需空间支柱。它还可以用作承重结构和房屋结构,从而节省结构材料。
壳体结构有多种类型,根据表面的几何特征(即两个方向上主曲率k1和k2的K积,称为高斯曲率)进行分类。当k1和k2具有相同信号时,K为正,称为正高斯曲率屏蔽;当k1和k2不同时,K为负,称为负高斯曲率屏蔽;当k1和k2中的一个为零时,K为零,这称为零高斯曲率屏蔽;此外,还有混合曲率壳,即壳具有正高斯曲率和负高斯曲率部分。
正高斯曲率壳体:旋转形成的球壳、椭球壳和抛物面壳;具有平移变形的椭圆抛物面扁壳简称双曲扁壳。
负高斯曲率壳体:旋转形成的双曲面壳体;平移成形双曲抛物面扭壳(包括单片扭壳和四片组合扭壳)、双曲抛物面的鞍壳。
高斯曲率为零的壳体:旋转形成的圆柱壳和圆锥壳;开口圆柱壳、椭圆圆柱壳和抛物线圆柱壳通过平移形成。
混合曲率壳体:即膜式扁壳,又称无筋扁壳。这种壳体在给定载荷下产生均匀、相等的膜压力,其中大多数为正高斯曲率,角区为负高斯曲率。具有锯齿变形曲率的双曲面壳有时属于这一类。
根据壳体厚度与曲率半径的比值,将壳体分为薄壳、中厚壳和厚壳。小于1/20的通常称为薄壳,主要用于房屋的屋顶;中厚壳体和厚壳体主要用于地下结构和防护结构。