基于ANSYS/LS-DYNA的柔性绳索体动力学仿真分析

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柔性绳索体的非线性动力学仿真已成为工程和力学领域中关注的热点，由于运动中的柔性绳索体具有大变形和显著的非线性特点，对于柔性绳索进行仿真的难点之一是难以建立准确的仿真模型；难点之二是难以实现在流场中阻力作用下的动力学分析。因此，寻求一种高效、准确的柔性绳索体建模和流场中的动力学仿真方法有着重要的意义。本文提出了一种在流场阻力作用下的柔性绳索体动力学仿真方法。首先，基于动力有限元理论，确定了柔性绳索体动力学分析的建模方式，采用显式动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA作为仿真环境，选择Link167单元模拟柔性绳索。然后，分析了绳索在流场中运动时的受力情况，推导出了适于软件加载的流场阻力的计算公式，提取运动中绳索单元的姿态并计算出阻力，通过迭代加载阻力曲线进行求解的方式实现流场阻力与运动中绳索的相互作用，并利用APDL语言编制程序对仿真过程进行控制，从而实现柔性绳索体在流场中的动力学仿真。对单根绳索和发射飞网进行了仿真和实验研究，仿真结果与实验结果吻合良好，验证了本文提出的仿真方法的有效性和准确性。最后，采用该仿真方法对两种典型的柔性网体进行了动力学仿真，得出了重要系统参数对运动性能的影响及柔性网体的变形规律。本论文的研究不仅为非线性柔性绳索体的动力学研究提供了一种基于动力有限元软件的、可靠的仿真方法，使有限元软件在今后的非线性仿真领域发挥更重要的作用；同时，仿真结果也为工程设计和实际应用提供了一定的理论依据。

基于ANSYS/LS-DYNA的柔性绳索体动力学仿真分析

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