1.柔性防护网环形网片极限承载、变形及耗能计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)：确定环形网片、套接网环、盘结钢丝几何参数

环形网片与防护结构支撑部件通过卸扣、钢丝绳连接，环形网片由单环套结制成，单环内径为d，每个单环由直径为dmin的钢丝盘结不同圈数nw制成，单环单肢截面面积为A环形网片具有长度wx与宽度wy，一套四的环形网片需用最小的钢丝总长度为lwire一套四的环形网片需用最小的钢丝总质量为mwire步骤(4)：建立基于弹簧-纤维单元的环形网片等效计算模型选用笛卡尔坐标系作为模型基准坐标系，h为加载顶头的边缘提升高度，加载区域内网环变形后呈矩形，其中，x方向边长ax、沿y方向边长ay，忽略网环轴向变形量，则有计算模型呈双轴对称，加载区域被拉直的网环与球冠形顶头边缘相交，沿x轴正半轴方向网片边长为wx，每隔距离为ax的交点标记为P1,P2…Pi…Pm，对应边界处每隔wx/(2m+1)的交点标记为Q1,Q2…Qi…Qm，则任意时刻，加载区域边缘Pi点坐标为：且

边界处Qi点坐标可表示为：

且

其中，i＝1,2,…m，i取值的上限m的计算表达式为

m＝round(Rp/a1)

连接Pi,Qi两点的纤维-弹簧单元位置矢量方向可表示为式PQ＝(xQ[i]-xP[i],yQ[i]-yP[i],-z)加载过程中，各纤维-弹簧单元长度值：

L[i]＝|PQ|,L0[i]＝|PQ|z＝0

其中L0[i]为单元初始长度；

任意时刻，单元内纤维长度lf及弹簧长度ls分别为

(a)0<γN≤γN1

(b)γN1<γN≤γN2

其中lf1,ls1分别为γN＝γN1时的纤维、弹簧长度；

任意时刻，第i个纤维-弹簧单元的内力值

任意时刻，第i个纤维-弹簧单元在加载过程中消耗的能量值对于沿y轴正半轴方向环形网片长度记为wy，每相隔wy/(2n+1)距离的交点标记为C1,C2…Cj…Cn，对应边界位置的交点记为D1,D2…Dj…Dn；同理，任意时刻加载区域边缘Cj及Dj点坐标，单元总长度L[j]，各单元内力值F[j]，能量消耗E[j]均可由对称性质得到；

步骤(5)：求解环形网片顶破位移、顶破荷载、能量消耗

环形网片的位移加载过程中，当计算模型中任一弹簧-纤维单元发生失效，则认为网片发生破坏，即网片发生破坏的条件为：

2.根据权利要求1所述的柔性防护网环形网片极限承载、变形及耗能计算方法，其特征在于，在步骤(1)之后，还包括：步骤(2)：确定环形网片加载速率、加载区域及边界条件

根据步骤(1)中的环形网片几何参数，进一步确定环形网片受到的加载速率是否满足准静态加载要求；

判断加载区域的大小是否满足防护条件；

判断环形网片边界为铰接边界条件或弹性边界条件。

3.根据权利要求2所述的柔性防护网环形网片极限承载、变形及耗能计算方法，其特征在于，所述步骤(2)中的加载速率是指与环形网片网面垂直方向移动的球冠形加载顶头速度，加载速率需满足准静态条件，即竖向加载速度小于10mm/s；

加载区域是指球冠形顶头与环形网片发生直接接触的区域，加载区域的大小需满足防护条件，即最大加载区域直径D需小于最短方向环形网片尺寸Minimum{wx,wy}的1/3；

环形网片边界可分为铰接边界条件或弹性边界条件，若为弹性边界条件，边界等效刚度为ks＝const，若为铰接边界，边界等效刚度为ks＝∞。

4.根据权利要求2或3所述的柔性防护网环形网片极限承载、变形及耗能计算方法，其特征在于，在步骤(2)之后还包括：步骤(3)：通过试验获得材料基本力学参数，建立环形网片临界破坏准则选择与步骤(1)中几何参数一致的钢丝与钢丝网环分别开展钢丝拉伸试验与三环环链破断试验：通过钢丝试验获得环形网片材料应力-应变曲线，提取弹性模量E，屈服强度σy，极限强度σb，最大塑性应变εp等材料参数；通过环链试验获得环链拉力-位移曲线，提取环链初始长度lN0，拉弯分界时刻长度lN1、拉力FN1、轴向应力σN1、轴向应力发展程度γN1，破断时刻长度lN2、拉力FN2、轴向应力σN2、轴向应力发展程度γN2；得到环形网片发生顶破时的破坏准则，即网片加载区域边缘传力路径上网环的最大轴向应力发展程度达：γNmax＝γN2＝σN2/σy＝FN2/(2σyA)。

5.根据权利要求1所述的柔性防护网环形网片极限承载、变形及耗能计算方法，其特征在于，步骤(5)还包括：当顶头上升高度为z时，随着i增大(i＝1,2,3,…)，纤维-弹簧单元的初始长度L0[i]增大，而弹簧-纤维单元轴向力F[i]减小，即模型中长度最小的单元为

L0|i＝1＝min{L0[i],L0[j]}

即对于特定面外加载位移，该单元(i＝1)内力发展最快，率先破坏F|i＝1＝γN2σyA

因此可得率先破坏的单元长度为

z＝0时刻弹簧-纤维单元长度L0，z＝H时刻单元长度Lmax与此时加载区高度H三者组成了直角三角形，由勾股定理得，顶破位移为利用对称性可得x，y方向弹簧-纤维单元内力矢量F[i]，F[j]，单元消耗的能量E[i]，E[j]，将全部力矢量向竖直方向投影，考虑对称性得到环形网片的顶破力：全部弹簧-纤维单元耗能累加得到环形网片的耗散能量

6.根据权利要求1所述的柔性防护网环形网片极限承载、变形及耗能计算方法，其特征在于，所述步骤(4)中建立的基于弹簧-纤维单元的环形网片等效计算模型为双轴对称，考虑1/4模型进行计算分析，加载区域被拉直的网环与球冠形顶头边缘相交，沿x轴正半轴方向网片边长为wx，每隔距离为ax的交点标记为P1,P2…Pi…Pm，对应边界处每隔wx/(2m+1)的交点标记为Q1,Q2…Qi…Qm，则任意时刻，加载区域边缘Pi点坐标为：且

边界处Qi点坐标可表示为：

且

其中，i＝1,2,…m，i取值的上限m的计算表达式为

m＝round(Rp/a1)

由于计算模型双轴，剩余3/4环形网片包含的弹簧-纤维单元内力及变形均可结合步骤(3)同理得到。

7.根据权利要求5所述的柔性防护网环形网片极限承载、变形及耗能计算方法，其特征在于，所述步骤(5)中环形网片顶破位移是指球冠形加载顶头与环形网片初始接触时刻距地面高度与发生顶压破坏时刻高度之差，顶破位移由环形网片最短传力路径上的弹簧-纤维单元发生破断时的变形决定，顶破位移表达式为：

8.根据权利要求5所述的柔性防护网环形网片极限承载、变形及耗能计算方法，其特征在于，所述步骤(5)中环形网片的面外顶破力是指球冠形顶头对网片进行加载，发生顶压破坏时所有弹簧-纤维单元内力矢量在加载方向上投影累加值，表达式为：

9.根据权利要求5所述的柔性防护网环形网片极限承载、变形及耗能计算方法，其特征在于，所述步骤(5)中环形网片消耗能量是指球冠形顶头初始时刻对网片进行加载，直至环形发生顶压破坏过程中，所有弹簧-纤维单元内力矢量在各自方向做功之和，表达式为：

10.根据权利要求1-9之一所述的柔性防护网环形网片极限承载、变形及耗能计算方法，其特征在于，所述步骤(1)中的高强钢丝为环形网片制作的基本材料，表面镀防腐涂层，直径dmin为2mm～3mm；高强钢丝缠绕模具盘结一定圈数nw后形成内径为d的单个钢丝网环，网环是环形网片基本单元；环形网片由很大数量的单环按一套四模式套接形成，环形网片外部轮廓呈矩形。