ANSYS/LS-DYNA柔性网结构设计及展开过程有限元仿真研究(4)
2.1 理论基础
空间绳网系统结构是柔性结构，而柔性结构的运动和力的传递是通过构件的弹性变形来实现的，在受到力作用之后，柔性结构会有较大的变形，与受到力作用之前的自然状态相比，柔性结构内部各个单元都会有一定的位移和旋转。而通过对载荷-位移曲线的分析可知，这种柔性结构是非线性结构，即空间绳网系统是一种非线性系统。
作为某型主动防护系统的战斗部即空间绳网系统，其必须满足如下几点要求：
（1）空间绳网系统在发射前是被安置在发射装置内的，且弹药是与空间绳网相接触的，所以空间绳网的材料必须满足一定的力学性能、化学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品等性能。
（2）空间绳网必须易于折叠，且折叠方式应该经过精心设计过的，以避免空间绳网系统在展开过程中发生牵引质量块与牵引质量块之间的干涉，或者是牵引质量块与绳网之间的缠绕干涉，或是空间绳网之间的互相缠绕干涉。
（3）空间绳网系统在牵引质量块的作用下，在空中能够实现飞行展开过程，并且是以相对较短的时间实现最大面积的展开，该最大展开面积要能够保持一个相对较长的时间。
2.2 材料选择
作为某型主动防护系统的战斗部，空间绳网必须由轻质绳索编织而成，且在发射过程中能够最大面积的展开绳网，以便于在空中捕获目标物，完成对目标物的销毁。表2.1给出了四种绳网材料的综合性能比较。根据空间绳网系统的特点可知，空间绳网的材料必须有较高的熔点，良好的拉伸强度、耐热性、耐磨损性、耐化学药品等性能。
尼龙 熔点在200℃-300℃范围内，具有良好的拉伸强度、耐冲击强度、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性等综合性能，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工。
聚乙烯 熔点为10℃-130℃，使用温度在80℃-110℃，是典型的热塑性塑料，其耐低温性能优良，化学稳定性较好，但不耐强氧化的腐蚀。聚乙烯在大气、阳光和氧的作用下，会发生老化，变色、龟裂、变脆或粉化，丧失其力学性能。聚乙烯的力学性能一般，拉伸强度较低，抗蠕变性不好，但耐冲击性好。
聚芳酯 熔点在400℃左右，具有优良的电性能和尺寸稳定性，较高的耐热性，可以在315℃下长期使用，还具有高热导性，良好的耐磨性和耐辐射性，但其加工困难，耐冲击性差。
聚偏氯乙烯 熔点在150℃-200℃范围内，其显著特性是气、液低透性、阻隔性及耐化学特性，但其在210℃时开始迅速分解，因而难以加工。
综合比较四种材料的性能，空间绳网的材料选择尼龙材料。尼龙又称聚酰胺纤文，密度为1.15g/cm3，熔点在200℃-300℃范围内，它具有良好的拉伸强度、耐冲击强度、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性等综合性能，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工。其最突出的优点是耐磨性高于其他所有纤文，耐磨性比棉花高出9-10倍，比羊毛高出18-20倍，在混纺织物中稍加入一些聚酰胺纤文，可大大提高其耐磨性；当其拉伸至3%-6%时，弹性回复率可达100%；能经受上万次挠折而不断裂。尼龙比棉花的强度高出2倍、比羊毛的强度高出5倍，是粘胶纤文的3-4倍。由于在尼龙中加入了助燃剂，大部分阻燃剂在高温下易分解，释放出酸性物质，对金属具有腐蚀作用，因此，用尼龙作为空间绳网的材料非常适合。
2.3 结构特点
在空进绳网系统发射过程中，空间绳网的展开面积先是逐渐稳步增加，然后达到最大展开面积，并在一段时间内保持较大的展开面积，最后包裹目标物，对目标物进行销毁。在设计空间绳网的结构时，设计了两种方案。
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