層間距對多沖擊結構超高速撞擊損傷特性影響研究.pdf

1、隨著科學技術的日益進步,世界各國頻繁的進行著各種太空活動,在人類開發(fā)和利用外層空間的同時卻制造了很多太空垃圾,即空間碎片。日益惡化的空間碎片環(huán)境已經(jīng)嚴重威脅在軌運行的航天器。在Whipple防護構型基礎上發(fā)展起來的多沖擊防護構型具有更好的抵御空間碎片撞擊能力。本文以鋁板多沖擊防護結構為研究對象,采用地面超高速撞擊實驗和計算機數(shù)值仿真相結合的方法,獲取層間距對多沖擊防護結構超高速撞擊損傷特性的影響,分析鋁板多沖擊防護結構的撞擊極限特性與各

2、層防護板之間層間距的關系,研究成果可為航天器空間碎片防護設計提供參考。
　　首先,在彈道段撞擊速度(1.8km/s左右)和破碎段撞擊速度(4.8km/s左右)下,分別對不同板間距的雙層板結構進行了撞擊實驗,分析了在彈道段和破碎段撞擊速度下板間距對雙層板結構撞擊損傷特性和撞擊極限特性的影響,研究了在一定撞擊條件下,雙層板結構發(fā)生失效的臨界板間距。
　　其次,在雙層板結構基礎上,設計了三層板、四層板和五層板多沖擊防護結構,在破碎

3、段撞擊速度(4km/s左右)下分別進行了撞擊實驗,得到了各層防護板的撞擊損傷模式,分析防護結構層間距不同的時候各層防護板的撞擊損傷模式,研究層間距變化對多層鋁板結構撞擊損傷模式和損傷特性的影響情況。
　　最后,利用仿真軟件模擬撞擊過程,在汽化/液化段撞擊速度(6km/s)下,分別對不同層間距的多層鋁板防護結構進行模擬,得到該撞擊速度時結構的損傷特性和損傷模式,分析層間距在該撞擊速度時對多層鋁板結構損傷特性的影響。通過對多層鋁板防護