波紋夾層防護結構超高速撞擊特性研究.pdf

1、日益頻繁的太空活動使空間碎片的數量不斷增多，給在軌航天器的運行安全構成了更為嚴重的威脅。本文基于航天器空間碎片被動防護需求，設計了一種填充式波紋夾層防護結構并利用數值仿真方法對其結構進行了優(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結構超高速撞擊過程對仿真方法進行了準確性校驗，將數值仿真結果與相關試驗結果及彈道極限方程進行對比，驗證了仿真計算中SPH算法以及材料模型的準確性。
　

2、　設計了一種新型的空間用填充式波紋夾層結構，并對其波紋夾層形狀進行了優(yōu)化，得到了防護性能最為優(yōu)越的防護構型。在此基礎上，研究了填充式波紋夾層結構在初速為3～15 km/s的球形空間碎片垂直撞擊下的超高速撞擊特性，對不同撞擊初速下結構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行了分析，同時對相同面密度Whipple結構相應的撞擊特性進行了對比研究，闡述了填充式波紋夾層結構較之Whipple結構更