[发明专利]一种绳系飞网系统碰撞力的计算方法

权利要求书

1.一种绳系飞网系统碰撞力的计算方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：建立空间绳系飞网系统弹簧-质杆动力学模型

其中，F_Gi表示重力，F_ext表示其他外力之和，T_i表示相邻质点间的系绳拉力；

所述

其中，式中，k是飞网绳段的弹性系数，其中k＝EA/l，E是飞网绳段材料的杨氏模量；d是飞网绳段的阻尼系数，其中ξ是飞网绳段材料的阻尼比；r_i和分别是相邻质点间的相对位置和速度；是单位方向向量；

步骤2：根据飞网与目标卫星的几何位置，进行碰撞检测

以飞网质点视为半径为r，质心坐标为(x_i,y_i,z_i)，速度为v_i的球体，设目标为半径为r_t，高为h_t，质心坐标为(x_t,y_t,z_t)的圆柱状目标；当飞网质点与目标间的距离d_i小于某个阈值ζ时，即视为碰撞发生；

当飞网质点与目标不同面发生碰撞时，d_i和ζ计算公式和检测条件如下：

步骤3：计算法向接触力

当碰撞发生时：

步骤3.1、计算法向接触力

其中，k_n是碰撞刚度系数，d_n是碰撞阻尼系数；为碰撞过程中法向单位向量，垂直于接触面；

所述

所述

其中，E₁，E₂分别为飞网绳段材料和目标材料的杨氏模量；υ₁，υ₂分别为飞网绳段材料和目标材料的泊松比；

步骤3.2、形变和形变速率

表格1和计算公式

步骤4：当碰撞发生时，摩擦力计算为F_f,i＝μF_n,i

其中，μ是库仑摩擦力系数

步骤5：空间绳系飞网系统碰撞力的计算为：F_c为：F_c＝F_n,i+F_f,i。