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龙图腾网获悉北京科技大学;北京科技大学顺德研究生院申请的专利一种基于有限元方法的冰球护腿动力学性能的仿真方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115344955B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210783205.6，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种基于有限元方法的冰球护腿动力学性能的仿真方法是由王丽君;陈沫扬;陈先中;毛吉炀;邓家乐设计研发完成，并于2022-07-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于有限元方法的冰球护腿动力学性能的仿真方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于有限元方法的冰球护腿动力学性能的仿真方法，包括：通过3D扫描建模设备建立冰球护腿模型；将冰球护腿模型导入有限元分析软件中，基于冰球护腿的实际使用场景建立场景模型；设置材料参数并进行网格划分；将场景模型与冰球护腿模型进行模型耦合，设置冰球护腿内部及冰球护腿与冰球、界墙和冰球杆的接触条件、边界条件及分析设置条件；基于显式动力学分析理论，结合不同工况下的仿真参数，模拟冰球运动员在竞技中腿部碰撞时护腿的碰撞应力影响过程，得到应力云图和应力变化曲线；基于应力云图和应力变化曲线，判断不同碰撞参数对冰球护腿的影响。采用本发明的技术方案可得到更符合现实情况的实验结果，提高仿真结果的可信度。

本发明授权一种基于有限元方法的冰球护腿动力学性能的仿真方法在权利要求书中公布了：1.一种基于有限元方法的冰球护腿动力学性能的仿真方法，其特征在于，所述基于有限元方法的冰球护腿动力学性能的仿真方法包括： 通过3D扫描建模设备建立冰球护腿模型； 将所述冰球护腿模型导入有限元分析软件中，基于冰球护腿的实际使用场景，建立场景模型；其中，所述场景模型中包括冰球、界墙和冰球杆的模型； 设置各模型的材料参数，并对各模型进行网格划分； 将所述场景模型与所述冰球护腿模型进行模型耦合，设置冰球护腿内部以及冰球护腿与冰球、界墙和冰球杆的接触条件、边界条件以及分析设置条件； 基于显式动力学分析理论，结合不同工况下的仿真参数，模拟冰球运动员在竞技中腿部碰撞时护腿的碰撞应力影响过程，得到应力云图和应力变化曲线； 基于所述应力云图和应力变化曲线，判断不同碰撞参数对冰球护腿的影响； 所述基于显式动力学分析理论，结合不同工况下的仿真参数，模拟冰球运动员在竞技中腿部碰撞时护腿的碰撞应力影响过程，得到应力云图和应力变化曲线，包括： 根据显式动力学理论，建立冰球护腿碰撞的动力学方程： 1； 式中，，，和分别为系统的质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵和节点载荷向量；，，分别为系统节点的加速度向量、速度向量和位移向量；其中速度和加速度用位移来表示，对应表达式分别为： 2； 3； 式中，为时间步长； 将式2、式3代入式1，得到求解各个离散时间点解的递推公式： 4； 根据给定单元运动的初始条件，通过式4求解各个离散时间点的位移，进而求得各个单元的应力和应变；其中，选取冰球速度为160kmh、170kmh和180kmh三种情况，冰球的冲击角度选择为90°和45°两种角度；界墙和冰球杆的仿真速度参数均设定为20kmh和30kmh，冲击角度选择为90°和45°两种角度；利用ANSYS软件对每个工况采用控制变量的仿真方法进行模拟仿真； 利用Matlab软件编写程序，在完成模拟仿真后，将ANSYS软件求解动力学方程的结果绘制为冰球护腿在不同工况、不同仿真参数下的应力变化曲线。

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