花军 冯超毅 王宏棣 贾潇然 周志芳

(东北林业大学，哈尔滨，150040)(黑龙江省木材科学研究所)

体育地板是一种用于体育馆内竞赛、训练、教学及健身等场合的专用地板，是体育馆设施中重要的组成部分[1]。针对木质结构的抗冲击仿真研究较少[2-3]，为此，本研究利用显示动力学前处理及求解软件，模拟体育地板受冲击过程，完成体育地板抗冲击力模型的建立；对比分析仿真数据与试验数据，验证建立的体育地板抗冲击力模型准确性，分析体育地板关键接触点的力传递特性。旨在为分析龙骨间距等变量及其影响权重对体育地板力传递特性变化的规律、不同结构参数下体育地板冲击吸收率的评价提供参考。

1 方法与模型参数

1.1 冲击碰撞问题需要满足的控制方程

用数值方法模拟冲击碰撞问题，是补充试验研究冲击碰撞问题的一种重要方法，即建立数学模型，求解模型得到满足精度的数值解。求解冲击碰撞问题需要满足控制方程。

质量守恒：ρ(X,t)J(X,t)=ρ0(X)。式中，ρ为现时密度、ρ0为初始密度、X为拉格朗日坐标或物质坐标、t为时间、J为雅克比行列式。

动量守恒：∂σ/∂xi+ρbi=ρüi。式中，σ为应力、xi为i方向的横坐标、bi为单位质量i方向上的外力、üi为i方向的加速度。

能量守恒：ρwint=Dσ。式中，wint为单位质量的内能、D为变形率。

变形率：D=(∂vi/∂xj+∂vj/∂xi)/2。式中，(∂v/∂x)为速度梯度张量、vi为i方向的速度、vj为j方向的速度、xi为i方向的横坐标、xj为j方向的横坐标。

非嵌入条件：Vs∩Vbs=0。式中，Vs为冲击体的速度、Vbs为被冲击体的速度。

接触力：TN(s)+TN(bs)=0、TT(s)+TT(bs)=0。式中，TN(s)为冲击体法向接触力、TT(s)为冲击体切向接触力、TN(bs)为被冲击体法向接触力、TT(bs)为被冲击体切向接触力。……