波紋夾層防護(hù)結(jié)構(gòu)超高速撞擊特性研究.pdf

1、日益頻繁的太空活動(dòng)使空間碎片的數(shù)量不斷增多，給在軌航天器的運(yùn)行安全構(gòu)成了更為嚴(yán)重的威脅。本文基于航天器空間碎片被動(dòng)防護(hù)需求，設(shè)計(jì)了一種填充式波紋夾層防護(hù)結(jié)構(gòu)并利用數(shù)值仿真方法對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，研究了其在不同初速和不同形狀碎片作用下的超高速撞擊特性。
　　首先基于Whipple結(jié)構(gòu)超高速撞擊過(guò)程對(duì)仿真方法進(jìn)行了準(zhǔn)確性校驗(yàn)，將數(shù)值仿真結(jié)果與相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果及彈道極限方程進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了仿真計(jì)算中SPH算法以及材料模型的準(zhǔn)確性。
　

2、　設(shè)計(jì)了一種新型的空間用填充式波紋夾層結(jié)構(gòu)，并對(duì)其波紋夾層形狀進(jìn)行了優(yōu)化，得到了防護(hù)性能最為優(yōu)越的防護(hù)構(gòu)型。在此基礎(chǔ)上，研究了填充式波紋夾層結(jié)構(gòu)在初速為3～15 km/s的球形空間碎片垂直撞擊下的超高速撞擊特性，對(duì)不同撞擊初速下結(jié)構(gòu)中的沖擊波傳播特性，穿孔特性，撞擊形成碎片云特性，能量吸收特性以及航天器艙壁損傷特性進(jìn)行了分析，同時(shí)對(duì)相同面密度Whipple結(jié)構(gòu)相應(yīng)的撞擊特性進(jìn)行了對(duì)比研究，闡述了填充式波紋夾層結(jié)構(gòu)較之Whipple結(jié)構(gòu)更