正交钢丝环链网片顶压力学行为薄膜等效方法

金云涛，余志祥，骆丽茹，郭立平，张丽君，廖林绪

(1. 西南交通大学土木工程学院，成都 610031；2. 陆地交通地质灾害防治技术国家工程实验室，成都 611756；3. 西南交通大学防护结构研究中心，成都 610031)

柔性防护系统广泛应用于地灾防护工程[1-2]，常用正交钢丝环链网片(以下简称环形网)作为拦截部件。网片中网环单元间为接触式套接边界，接触区域外具有只受拉特性，冲击作用后将发生大变形[3]，其计算方法是当前柔性防护领域的研究热点。

目前环形网数值模拟常用离散单元法[4-7]和有限单元法[8-10]。早期的数值模型往往将网片内部边界视作连续处理，如Nicot 等[11]提出了共节点的直杆单元模拟方法，实际上这也是网片模拟的主流近似方法，优点是计算效率高。Yu 等[12]和Hu 等[13]建立了环形网的离散接触态环梁单元数值模型，提出了等效面积条件下软化弹性模量的本构关系，该模型大大提高了网片力学行为的模拟精度。罗祥等[14]比较了网片数值模拟中等效面积法和力的平均分配法，并通过理论分析得到圆环等效截面半径的计算方法。郭立平等[15]揭示了网片面外加载过程中的力流传递特征，据此提出了一种基于力流等效的环形网解析计算方法，便于工程简化设计使用。上述研究推动了柔性网计算理论的发展，但发展更高效率并兼顾精度的环形网数值计算方法依然是当前的关注重点。

虽然环形网的网环单元间具有离散滑移特征，使得单元间的相互运动变得非常复杂，但由于单元几乎处于仅受拉状态，这也使得单元受力得以简化。……