[發明專利]一種基于滑移變形的被動柔性防護網系統工作狀態評價方法

有效

• 申請號: 201811228959.5
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109284572B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 余志祥;許滸;齊欣;趙雷
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 武漢兮悅知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42246
• 代理人: 楊珍知

本發明提供了一種基于滑移變形的被動柔性防護網系統工作狀態評價方法，本發明認為支撐結構變形產生的沖擊變形量Δ₁、支撐繩(3)滑移變形量Δ_2s和網片(2)沖頂變形量Δ_3n是基于滑移變形的被動柔性防護網系統大變形的主要控制因素，包括以下步驟：(1)計算支撐結構變形量Δ₁；(2)計算支撐繩(3)滑移變形量Δ_2s；(3)計算網片(2)沖頂變形量Δ_3n；(4)將所述變形量進行線性疊加，得到被動柔性防護網系統沖擊變形s。本發明建立了一種高效的被動柔性防護網系統沖擊變形計算方法，為系統快速選型和設計提供了依據。

技術領域

本發明涉及一種被動柔性防護網系統的變形計算方法，具體涉及一種基于滑移變形的被動柔性防護網系統工作狀態評價方法。

背景技術

高性能被動柔性防護網系統常由環形網片(2)、支撐結構和消能器(5)構成，是一種利用大變形提供結構緩沖耗能的地災防護系統。當落石崩巖與柔性防護網系統發生接觸沖擊時，先由環形網片(2)將沖擊作用傳遞至支撐繩(3)，再由支撐繩(3)通過牽引作用將沖擊力傳遞至消能器(5)，使消能器(5)啟動產生拉伸變形，從而形成消能緩沖并實現攔截防護，整個過程伴隨著大變形、大滑移、接觸分離、材料損傷等高度非線性力學行為。從物理學觀點來看，這是一個功能轉換過程，功能轉換方程如下：

E_total＝αF_maxs_max

其中，F為系統遭受的沖擊力，s為系統的沖擊變形，m為落石質量，v為落石沖擊速度，E_g為落石與網片(2)接觸后的重力做功，根據坡形條件與沖擊方向確定，E_total為落石總能量，α為根據試驗統計獲得的經驗系數，約為0.3-0.35。

沖擊力F_max與沖擊能力s_max是兩個相關變量，合理控制F_max與s_max，既是防護系統承載能力的需求也是正常使用時的限界需求。在特定的防護需求條件下， F_max與s_max的協同控制決定了柔性防護網系統的結構體系組成。

防護系統沖擊大變形的發展程度直接影響系統緩沖性能，當限界要求滿足時，系統的沖擊變形s_max越大，相應的F_max越小，緩沖性能越好。如果能高效計算得到s_max，則可以估算獲得F_max，進而可以根據經典力學計算得到構件內力，這為系統快速選型、構件設計提供便利。

發明內容

本發明的目的是提供一種高效的基于滑移變形的被動柔性防護網系統工作狀態評價方法，用于對系統進行針對性設計。

為了實現上述目的，本發明提供了一種基于滑移變形的被動柔性防護網系統工作狀態評價方法包括以下步驟：

(1)計算支撐結構變形量Δ₁；

(2)計算支撐繩滑移變形量Δ_2s；

(3)計算網片沖頂變形量Δ_3n；

(4)將所述變形量進行線性疊加，得到被動柔性防護網系統沖擊變形s。

進一步地，所述步驟(1)具體計算方法如下：

Δ₁＝H-h＝L_AB′·cosα-(H_d-H_psinβ)