网球比赛鹰眼回放过程仿真

本文摘要（由AI生成）：

文章主要介绍了鹰眼系统在网球比赛中的应用，并通过UG软件建立了网球的三维模型，然后导入Abaqus软件进行网格处理，以模拟网球击地过程。在建模过程中，重点考虑了网球的橡胶内胆和封闭空间的气体，使用了Mooney-Rivilin模型来描述橡胶的超弹性特性，并通过Fluid cavity接触属性来处理网球变形时气压的变化。仿真结果显示，在碰撞瞬间网球产生了明显的形变，且地表的接触应力分布与鹰眼系统捕捉的椭圆图样相近。

鹰眼系统作为一种辅助手段，能够对高速运动网球落点进行精准捕捉，极大程度减小错判误判的发生。在诸如排球和羽毛球等项目中鹰眼系统也已大范围被推广应用。传统古板的温网赛事也在今年继澳网和美网后首次引入了鹰眼系统。本案例即要对鹰眼回放的过程中的网球击地过程进行仿真。

首先，在UG中，按照实际的网球尺寸小编利用精湛（fei chang ji chu）的三维作图与渲染技巧，建立了网球的三位模型如下，然后导入Abaqus中进行网格处理，得到实际仿真模型如下，简直是一毛一样，有木有！接触的地面简化为刚体。

本次建模的主要重点在于对网球的模型处理。网球的主要构造主要分为两层：内胆为橡胶化合物，形成封闭的气囊；外层为装饰绒毛，提供充足的摩擦。对于建模分析，我们只需要考虑橡胶内胆以及密封空间的气体即可。首先对于橡胶一般考虑为超弹性材料，Abaqus中提供了多种材料模型，本例中选择了最经典的Mooney-Rivilin模型，相关参数来源于网上检索。其次对于网球内的封闭气体，由于网球在变形过程中体积压缩，会使得气压发生变化，所以不能直接再内表面施加恒定压强，针对这一问题Abaqus中提供了Fluid cavity的接触属性设置。在内表面建立相关属性并在Predefinded Field中设置初始气压即可完美描述这类模型的实际变形过程。

下图为仿真的网球击低的瞬时动画：

可以看到在碰撞的瞬间，网球还是产生了十分明显的形变。

    至于网球在地上留下的球印，我们可以间接的通过地表的接触应力分布来进行判断。从接触应力结果来看与鹰眼系统捕捉的椭圆图样还是十分相近的。