(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210972794.2 (22)申请日 2022.08.15 (71)申请人 南京航空航天大 学 地址 210016 江苏省南京市秦淮区御道街 29号 (72)发明人 张安平　 (74)专利代理 机构 江苏圣典律师事务所 32 237 专利代理师 刘辉 (51)Int.Cl. G06F 30/10(2020.01) G06F 30/20(2020.01) B64F 5/00(2017.01) G06F 111/20(2020.01) (54)发明名称 用于计算机仿真的圆柱形气囊平铺折叠模 型及优化方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于计算机仿真的圆柱 形气囊平铺折叠模型及优化方法， 气囊表面由两 端圆面和中间圆柱面组成， 其两端圆面向圆柱面 的面内平铺折叠， 将气囊表面折叠成四层平面， 第一层为第一外平面， 第二层包含第一、 第二内 平面， 第三层包含第三、 第四内平面， 第四层为第 二外平面。 本发 明能够将圆柱形气 囊两端的圆面 完全折叠进气 囊的圆柱面内， 大大缩小了平铺折 叠模型的外形尺寸； 平铺折叠建模方法简单， 通 过设定四个内平面的梯形面的短顶边与折叠模 型对称横轴的间距， 可以按工程实际情况调节得 到不同大小的平铺折叠模型的外形轮廓； 通过优 化计算梯形面的高度值， 可以确定最终的平铺折 叠模型。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 115408734 A 2022.11.29 CN 115408734 A 1.用于计算机仿真的圆柱形气囊平铺折叠模型， 其特征在于， 气囊表面由两端圆面和 中间圆柱面组成， 其两端圆面向圆柱 面的面内平铺折叠， 将气囊表面折叠成四层平面， 第一 层为第一外平 面， 第二层 包含第一、 第二内平 面， 第三层 包含第三、 第四内平 面， 第四层为第 二外平面； 所述第一外平面、 第二外平面镜像， 第一、 第二内平面对称折叠在第一外平面的正下 方， 第三、 第四内平面对称折叠在第二外平面的正上方， 且第一、 第三内平面镜像， 第二、 第 四内平面镜像； 所述第一外平面、 第二外平面形状相同， 均由两端对称的圆弧面和中间的矩形面组成， 均包含两条弧线边和两条直线边， 且两条直线边的间距均等于气囊两端圆面的圆周长的一 半； 所述第一至第四内平面形状相同， 均由梯形面和圆弧面组成， 其梯形面的顶边长度等 于圆柱形气囊两端圆面的直径、 底边长度等于气囊两端圆面的圆周长的一半； 所述第一外平面的圆弧边和其正下方的第一、 第二内平面的圆弧边重合， 第二外平面 的圆弧边和其 正上方的第三、 第四内平面的圆弧边重合； 第一、 第二外平面的直线边重合； 所述第一、 第三内平面的直线边重合； 第二、 第四内平面的直线边重合。 2.根据权利要求1所述的用于计算机仿真的圆柱形气囊平铺折叠模型的优化方法， 其 特征在于， 通过设定内平面的梯形面的短顶边与折叠模型对称横轴的间距调节平铺折叠模 型的外形轮廓的大小； 通过优化计算得到内平面的梯形面的高度值， 得到立体的圆柱形表 面面积与平铺折叠面积的差值的最小值， 确定最优的平铺折叠模型。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115408734 A 2用于计算机 仿真的圆柱形气囊平铺折叠模型及 优化方法 技术领域 [0001]本发明涉及 航空航天技术领域， 尤其涉及 一种用于计算机仿真的圆柱形气囊平铺 折叠模型及优化方法。 背景技术 [0002]在航空航天技术领域， 圆柱形气囊由于具有结构非常简单、 成本低廉的优点， 其被 广泛地应用于飞行器回收的触地缓冲减震。 圆柱形气囊在空中充气展开前， 气囊是被折叠 放置在气囊舱内的。 飞行器设计时， 希望气囊舱的尺寸尽可能小， 因此， 气囊需要被折叠得 尽可能小。 [0003]目前， 主要应用计算机仿真技术， 模拟气囊的折叠与充气展开， 以便对气囊和飞行 器进行优化设计。 气囊的折叠建模有直接折叠法、 初始矩阵法、 非线性动力学方法以及 逆向 建模法。 在计算机仿真中， 直接折叠法是按照气囊的实际折叠情况建立相应的折叠仿真模 型， 而用初始矩阵法、 非线性动力学方法以及逆向建模法折叠圆柱形气囊， 过程很复杂。 在 申请公布号CN110738004A的专利中， 应用直接折叠法建立了一种圆柱形织物的折叠模型， 但是在该模型中， 圆柱形织物两端的圆面没有完全折叠进圆柱面内， 该模型不能让织物平 铺折叠后的外形轮廓尺寸更小， 因此， 该折叠模型不能满足在飞行器设计中气囊舱尺寸尽 可能小的要求。 发明内容 [0004]本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷， 提供一种用于计 算机仿真的圆柱形气囊平铺折叠模型及优化方法。 [0005]本发明为 解决上述 技术问题采用以下技 术方案： [0006]用于计算机仿真的圆柱形气囊平铺折叠模型， 气囊表面由两端圆面和中间圆柱面 组成， 其两端圆面向圆柱面的面内平铺折叠， 将气囊表面折叠成四层平面， 第一层为第一外 平面， 第二层包 含第一、 第二内平面， 第三层包 含第三、 第四内平面， 第四层为第二外平面； [0007]所述第一外平面、 第二外平面镜像， 第一、 第二内平面对称折叠在第一外平面的正 下方， 第三、 第四内平面对称折叠在第二外平面的正上方， 且第一、 第三内平面镜像， 第二、 第四内平面镜像； [0008]所述第一外平面、 第二外平面形状相同， 均由两端对称的圆弧面和中间的矩形面 组成， 均包含两条弧线边和两条直线边， 且两条直线边的间距均等于气囊两端圆面的圆周 长的一半； [0009]所述第一至第四内平面形状相同， 均由梯形面和圆弧面组成， 其梯形面的顶边长 度等于圆柱形气囊两端圆面的直径、 底边长度等于气囊两端圆面的圆周长的一半； [0010]所述第一外平面的圆弧边和其正下方的第一、 第二内平面的圆弧边重合， 第二外 平面的圆弧边和其正上方的第三、 第四内平面的圆弧边重合； 第一、 第二外平 面的直线边重 合；说　明　书 1/5 页 3 CN 115408734 A 3