Badania numeryczne procesu zderzenia siatki obezwładniającej i ciała sztywnego w locie

Artykuł przedstawia proces dynamicznego oddziaływania pomiędzy siatką obezwładniającą a modelowym obiektem charakteryzującym się stosunkowo małymi wymiarami geometrycznymi i małą masą. Zarówno siatka, jak i rozpatrywane ciało, posiadały prędkość postępową oraz obrotową. Do analiz przyjęto siatkę zbudowaną z wysokowytrzymałego materiału typu aramidowego, tj. Kevlar, Dyneema, o kształcie ośmiokąta składającego się z rombowych oczek. W celu odzwierciedlenia zniszczenia włókien siatki zastosowano kryterium zniszczeniowe w postaci odkształceniowej (bezpośrednio wynikającej z wydłużenia przy zerwaniu linki). Jednym z głównych uproszczeń przyjętych w testach jest fakt nieodkształcalności samego obiektu testowego, co oznacza badania skuteczności siatki w najcięższych możliwych warunkach z uwagi na ekstremalne wytężenie włókien siatki w trakcie dynamicznego kontaktu z doskonale sztywnym ciałem. Dynamiczne symulacje numeryczne przeprowadzono przy użyciu kodu obliczeniowego LS-Dyna, równania ruchu rozwiązywane są metodą bezpośrednią (metoda różnic centralnych). W konsekwencji sprawdzone zostały najbardziej istotne wartości, tj. tor lotu obiektu – zmiana jego trajektorii i prędkości oraz przeanalizowano zachowanie układu w czasie zderzenia i po jego zakończeniu.

Presented paper shows the modelling process of collaboration between net and chosen rigid object with relatively small geometric dimensions and low weight. Both, net and object had rotational and translational velocity applied. Octagon-shaped net structure with diamond mesh was modelled using high strength aramid type material Kevlar 49. In order to simulate the breach process of the net fibre the failure criterion was implemented. Dynamic simulations were performed using the explicit LS-Dyna code with central difference scheme with modified equation of motion time integration. From the carried out analyses the most essential parameters were investigated including object trajectory and velocity changes and also the behaviour and characteristics of netrigid object system were analysed before, during and after the impact, Additionally, a net span level, diameter of the net line and place of contact was analysed with particular attention pointed on their influence on the impacting rigid object.