系統工作原理

在常見的 Hertz 碰撞問題中，由于接觸碰撞面 不會發生大變形，因此易知隨著靶面傾角增加，法 向沖擊力降低，切向沖擊力逐漸加大。但是，落石 與柔性網的沖擊接觸與一般的 Hertz 接觸不同，主 要原因是網片遭受落石沖擊作用時會發生非常顯著 的大變形，容易對落石形成“包裹”作用，網片與 落石的接觸作用具有復雜的三維空間分布特征。隨 著傾角的增加，總體來看網片遭受的切向沖擊力會 趨于增加，但由于“包裹效應”影響，使得落石底 面的法向接觸力始終處于控制地位。同時，本文更 加關注網面對落石的引導拋出問題，這也主要受到 法向接觸力的影響，與切向沖擊力相關性較弱。據 此，論文針對網片極限受力變形狀態，研究 了法向接觸力對落石的拋出作用，并對拋出軌跡進 行了理論解析，進而提出可實現落石拋擲控制的臨 界拋出角計算方法。

試驗與數值模擬

為了便于試驗反演分析和系統性能擴展參數分 析，基于 LS-DYNA 構建了試驗模型的動力學數值 模型，數值模型構件規格尺寸與試驗一致。環形網 片按 Hughes-Liu 離散單元法構建，可充分考慮網 環單元之間的接觸滑移，材料本構模型基于 PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY(分段線性彈塑 性) ，應力–應變數據基于網環鋼絲的拉伸試驗； 支撐結構采用 BEAM 單元；鋼絲繩采用 CABLE 單 元；支撐柱頂、柱底支座和鋼絲繩之間定義為 SEATBELT 單元并設置滑移接觸；環形網片與落 錘之間采用 BEAM_TO_SURFACE 接觸。

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