層間距對(duì)多沖擊結(jié)構(gòu)超高速撞擊損傷特性影響研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步,世界各國(guó)頻繁的進(jìn)行著各種太空活動(dòng),在人類開發(fā)和利用外層空間的同時(shí)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(yán)重威脅在軌運(yùn)行的航天器。在Whipple防護(hù)構(gòu)型基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的多沖擊防護(hù)構(gòu)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(hù)結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,采用地面超高速撞擊實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真相結(jié)合的方法,獲取層間距對(duì)多沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)超高速撞擊損傷特性的影響,分析鋁板多沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)的撞擊極限特性與各

2、層防護(hù)板之間層間距的關(guān)系,研究成果可為航天器空間碎片防護(hù)設(shè)計(jì)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(duì)不同板間距的雙層板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了撞擊實(shí)驗(yàn),分析了在彈道段和破碎段撞擊速度下板間距對(duì)雙層板結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)發(fā)生失效的臨界板間距。
　　其次,在雙層板結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了三層板、四層板和五層板多沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu),在破碎

3、段撞擊速度(4km/s左右)下分別進(jìn)行了撞擊實(shí)驗(yàn),得到了各層防護(hù)板的撞擊損傷模式,分析防護(hù)結(jié)構(gòu)層間距不同的時(shí)候各層防護(hù)板的撞擊損傷模式,研究層間距變化對(duì)多層鋁板結(jié)構(gòu)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(guò)程,在汽化/液化段撞擊速度(6km/s)下,分別對(duì)不同層間距的多層鋁板防護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬,得到該撞擊速度時(shí)結(jié)構(gòu)的損傷特性和損傷模式,分析層間距在該撞擊速度時(shí)對(duì)多層鋁板結(jié)構(gòu)損傷特性的影響。通過(guò)對(duì)多層鋁板防護(hù)