由国际公认的雕刻家安东尼葛姆雷进行钢铁雕塑
定制软件开发分形生长的结构形式
线性，非线性，风的评估分析
“量子云”是一个高30米×宽16米×深10米椭圆形云雕塑，矗立在四个钢铁沉箱在泰晤士河畔附近的千年穹顶（现更名为氧气）在英国伦敦。这项工作由有“北方天使”之称的雕刻家安东尼葛姆雷负责，它是由一个1.5米长的钢形材料随机的向边缘扩散，凝聚，在中心位置形成一个20米高的人体形式。当时它的建筑，是英国*高的雕塑。Elliott Wood Partnership 和LUSAS咨询服务的工程技术团队在葛姆雷开发方面密切合作，选择了 New Millennium Experience Company作为他们的理想客户。LUSAS软件编写的分型生长程序是用来开发结构形式，LUSAS的有限元分析保证的独特结构的合适性。
结构概述
雕塑，在视觉比较随机性，其实分为三个不同的区域。中央结构核心为1.65米面，四面体钢结构单位支撑着外钢卷须形成的云形状结构，并提供了一种内在的约束身体形态结构。结构的核心在于建立一个533x210x92的钢格梁，使每个四面体跟格子相交。钢格梁的另一侧，用螺栓固定到跨越四个沉箱的1016x305x272通用梁上。
每个325单元的四面体是由四个长1.5米的空心钢焊接在一起。每个单元的连接都是*初通过连接钢插脚，然后去掉一部分，焊接接头，这样每个单元与它相邻的单元就连接到一起了。每个卷须与内部接头焊接形成一个主要核心。 70x70x3.6的方形空心部分被用于其他地方。屈服强度为420mpa的50级钢被用于整个结构的构造，除了一些核心部分的基础构件，核心部分的钢构件被认证后的屈服强度为原先钢的25%。总之，5.5千米的钢截面，总重量几乎达到50吨。
Generation of the structural forms |
 雕刻家身体的激光扫描提供了原始数据来定义身体形态的3D边界或“域”。雕塑的结构核心需要尽可能大的足迹以帮助抵抗现有的风力。这与在可用时间内可以制造的估计的铸件数量一起*终决定了身体所装配的结构芯的尺寸。
为了产生中心结构核心中的构件的布置，FEA撰写了自定义软件，从支撑钢格子层面的起始起点，生成一个随机取向的四面体单元层，以占据特定区域的宽度水平的结构。一旦完成了一个层面，软件然后使用先前创建的节点数据构建下一层，依此类推，直到17层的支撑结构核心完成。在支撑钢格架下方还产生另外的四面体单元层，以提供该区域中卷须的固定性。 |  混沌理论和分形生长技术用于创建代表云结构的外侧卷须。
使用产生核心的相同的专门编写的软件，并从存储的核心数据的边界数据中进行操作，卷须从*外面的四面体单元“生长”，*多可达5个有机增长或“膨胀”。
成员位置的数据库由分形软件存储，用于启用具有先前生成的新成员的冲突检测。
**套完整的卷须和身体成员代表了创造雕塑家所期望的视觉外观需要多少钢，并提供了结构总重量的初步估计。
分形软件还生成了LUSAS建模和分析数据文件，用于创建详细成员设计图纸的DXF文件和用于为后续快速原型创建3D投射模型的SolidWorks输入文件。
由LUSAS工程服务负责人Geoff Paice解释说：“我们的定制软件将数字设计直接转换成制造时间表和架构图，从而**限度地减少了传统的纸张复制方式，并且几乎消除了手册起草要求，从而可以节省项目月份的CAD时间，并允许设计发展，而制作进行。
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初步分析与测试
用LUSAS对早期的发展阶段的极限状态进行了初步的分析，看看是否需要对原先的设计方案和分析进行重新的评估。在结构模型中，2个工程梁单元分别被用于每个四面体构件和模拟每个腿关节的单独梁单元铸件。制造商Tubeworkers (Structures) Ltd通过建立一个单一的四面体，进行荷载测试，结果出现了失败。用LUSAS对这单元进行模拟，加载和分析。结果的相关联性非常好，出现了同样故障机制，并验证了建模方法。在原先发展的结构中，将10个四面体装配到3层的棱锥结构，验证施工顺序和预制组件的准确性。这证明设计师的方法是合理的。
结构开发和项目数据交流
在一系列的迭代过程中，*终的形态开始形成。LUSAS的网站是作为一个即时的通讯工具，用于跟项目合作伙伴进行数据的交换，以及对设计的提议。光线跟踪图像VRML模拟潜在的结构形式，使用LUSAS编程接口（LPI），放在网站上，允许雕塑家对结构每一个可以想象角度进行探讨，并提出改进的措施。这完全消除了拷贝的方法，极大加快了开发过程。
结构分析
对于每个从新开发的卷须部分，参考BS6399，进行25年一次的风评估:第2部分，参考规范1995的风荷载，看看如何建立密集的云。风荷载的评估提供了一套等效的荷载用于LUSAS对模型核心构件的每个特征值和非线性结构进行分析。等效荷载的应用，减少了模型的尺寸和节省了时间。
对每个项目的标志性建筑的整体结构进行特征值分析，以评估可能出现的风致振动现象。此外，用全风荷载*为动态压力对*长的卷须进行详细的分析，来检测弯矩的螺栓连接。*后，一旦所有结构被批准进行认证，对高强度构件进行更严格的弹塑性分析，早期的分析表明，高应力集中在这些区域。
对风进行评估，对两个屏蔽构件进行计算。这种方法总结了所有构件的投影面积和分开的总包络面积。“在设计指南结构风荷载，第2部分：静态结构”中一个更严格的屏蔽分析方法被用来描述多个平面。这种方法是将空间包络的雕塑放到1m³米的区域内。该层正常风被视为“平面框架”定位在层中心，并对一系列的17帧进行了系统分析。在正面图里，对每个1㎡的组织进行单独处理，以便在正面图变化中捕获到稳定性。对屏蔽效应的上游帧使用就和方法进行计算，导致了屏蔽顺风帧的积聚。事实上，该构件背面的致密去几乎完全被屏蔽。在这两种情况下，对一个完整的模型雕塑进行计算，其中包括结构的核心部分，形态，卷须扩建区。它为评估结构在*不利的风作用条件下的响应，提供了合理的基础。
结果
选定**和*小的死亡单元包络，风荷载的定义和结果，用LUSAS对综合结果进行处理。这群体设施使用这种分析是如此的复杂，策划的价值也不能轻易的得到体现。对群体结构某一个特定层或区域的结果进行单独分析，例如，每一层的核心结构，力/力矩图会标示出每个四面体构件的应力和弯矩。
结论
根据工程项目所有成员的想法，LUSAS工程服务咨询部开了出了一套复杂的自定义软件，来开发潜在的结构形式，用LUSAS土木结构软件分析模型，验证了雕塑模型的完整性，确保在非常有限的时间内，完成复杂结构的设计和分析，令雕塑家满意。
项目合作伙伴
以下公司与雕塑家安东尼·戈姆利（Antony Gormley）合作，开发了他的愿景的全面实现，该视野毗邻英国格林威治的千年穹顶（现在是O2 Arena）。
“量子云这个项目，虽然只是一个数字化设计系统，但我很幸运能与充满活力和有开创性的工程师合作。”这是艺术和技术的结合，在未来，这将会是个纪念碑，因为这表达人们在二十世纪末所具有的潜力。
Antony Gormley
