微孔莫来石泡沫陶瓷超高速撞击损伤及防护特性研究
发布时间：2021-01-01 16:48
针对毫米级及更小尺寸空间碎片的超高速撞击威胁,发展被动防护技术是保护航天器在轨安全运行的有效手段。目前,探索新型防护材料在空间碎片防护结构中的应用是本领域的研究热点之一。微孔莫来石泡沫陶瓷密度低,对冲击能量具有良好的耗散作用,具备成为优良防护材料的潜质。本文采用超高速撞击地面实验的方法,对微孔莫来石泡沫陶瓷和基于微孔莫来石泡沫陶瓷的防护结构进行了超高速撞击损伤及防护特性研究,研究结果可为航天器防护结构的工程设计提供参考。首先,针对微孔莫来石泡沫陶瓷厚板,开展了不同撞击参数下的超高速撞击实验研究。分析了微孔莫来石泡沫陶瓷厚板在铝合金弹丸撞击下的损伤形貌与特性,结合铝合金球形弹丸的损伤特性,初步阐述了微孔莫来石泡沫陶瓷厚板的损伤和防护机理。微孔莫来石泡沫陶瓷在弹丸超高速撞击下造成类纺锤型空腔损伤,空腔的深度和直径分别随着弹丸速度的增加而降低和增加,其中空腔的深度存在一个极值。球形铝合金弹丸在超高速撞击过程中,随着速度增加,依次发生塑性变形、破碎等现象,有助于提高微孔莫来石泡沫的防护能力。其次,针对以微孔莫来石泡沫陶瓷为前板,铝合金为后板的MPM-AL防护结构,开展了不同撞击参数、前板厚度和...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空间碎片环境示意图
图 1-2 法国 Cerise 微型卫星失效事故原理示意图为世人所熟知的是 2009 年 2 月发生的美俄卫星相撞事故，当时俄罗废的通信卫星与美国的另一颗通信卫星在太空中相撞，事故造成了重后果。其中最直接就是导致地球空间轨道上新产生了上万个尺寸空间碎片，更多尺寸小于 1cm 的空间碎片数量更是无法统计。该事
料的发展始于 20 世纪 70 年代，是一种具有耐高米级到微米级不等，气孔率在 20%～95%之间，使沫陶瓷是指在陶瓷内部或表面含有大量开口或闭般为微米级或亚微米级。是人工合成的多晶体纤维状材料，Al2O3的含量为3Al2O3-2SiO2）一般采用胶体法生产。多晶莫来石富有弹性，微观结构是由莫来石微晶组成，由于结晶能力弱，即在加热过程中，莫来石微晶不容维的强度是有利的[12]。的是一种以多晶莫来石纤维为原料，以无机结合艺经干燥和机加工精制而成的板状材料，密度 0仅保持了纤维状高温隔热材料的优良特征，并且何尺寸的微孔泡沫刚性产品，如图 1-3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]填充式防护结构弹道极限方程的差异演化优化[J]. 贾光辉,姚光乐,张帅. 北京航空航天大学学报. 2018(07)
[2]玄武岩/Kevlar纤维布填充防护结构撞击极限及损伤特性[J]. 贾古寨,哈跃,庞宝君,管公顺,祖士明. 爆炸与冲击. 2016(04)
[3]基于贝叶斯正则化BP神经网络的铝平板超高速撞击损伤模式识别[J]. 刘源,庞宝君. 振动与冲击. 2016(12)
[4]美国DMSP-F13卫星解体事件对空间碎片环境影响分析[J]. 庞宝君,王东方,肖伟科,彭科科. 航天器环境工程. 2015(04)
[5]NASA二级轻气炮设备简介[J]. 王东方,肖伟科,庞宝君. 实验流体力学. 2014(04)
[6]空间碎片防护需求与防护材料进展[J]. 郑世贵,闫军. 国际太空. 2014(06)
[7]填充式防护结构弹道极限方程的多指标寻优[J]. 贾光辉,欧阳智江,蒋辉,李轩. 北京航空航天大学学报. 2013(12)
[8]美俄卫星相撞事件分析[J]. 朱鲁青. 国际太空. 2009(05)
[9]高孔隙率Al2O3微孔陶瓷冲击性能实验研究[J]. 徐松林,张侃,郑文,刘永贵,邓向允. 实验力学. 2008(06)
[10]5A06铝合金单层板超高速撞击弹道极限分析[J]. 贾斌,盖芳芳,马志涛,庞宝君. 材料科学与工艺. 2007(05)
博士论文
[1]孔隙类工程材料的静动态力学性能研究和在防护工程中的应用[D]. 李煦阳.中国科学技术大学 2014
[2]弹丸超高速撞击薄板碎片云建模研究[D]. 迟润强.哈尔滨工业大学 2010
[3]玄武岩纤维材料及其填充防护结构超高速撞击特性研究[D]. 哈跃.哈尔滨工业大学 2010
[4]航天器空间碎片防护结构超高速撞击特性研究[D]. 管公顺.哈尔滨工业大学 2006
硕士论文
[1]编织布多冲击防护结构高速撞击损伤机理及防护性能分析[D]. 张彦权.哈尔滨工业大学 2017
[2]柔性复合材料结构超高速撞击防护性能研究[D]. 杜明俊.哈尔滨工业大学 2016
[3]航空泡沫铝合金的制备与吸能性能研究[D]. 石建.中国民航大学 2016
[4]玄武岩布防护机理及其填充防护结构撞击极限分析[D]. 贾古寨.哈尔滨工业大学 2014
[5]层间距对多冲击结构超高速撞击损伤特性影响研究[D]. 张羽.哈尔滨工业大学 2012
[6]超高速撞击玄武岩及Kevlar纤维布填充防护结构优化设计[D]. 张宝玺.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：2951647
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空间碎片环境示意图
图 1-2 法国 Cerise 微型卫星失效事故原理示意图为世人所熟知的是 2009 年 2 月发生的美俄卫星相撞事故，当时俄罗废的通信卫星与美国的另一颗通信卫星在太空中相撞，事故造成了重后果。其中最直接就是导致地球空间轨道上新产生了上万个尺寸空间碎片，更多尺寸小于 1cm 的空间碎片数量更是无法统计。该事
料的发展始于 20 世纪 70 年代，是一种具有耐高米级到微米级不等，气孔率在 20%～95%之间，使沫陶瓷是指在陶瓷内部或表面含有大量开口或闭般为微米级或亚微米级。是人工合成的多晶体纤维状材料，Al2O3的含量为3Al2O3-2SiO2）一般采用胶体法生产。多晶莫来石富有弹性，微观结构是由莫来石微晶组成，由于结晶能力弱，即在加热过程中，莫来石微晶不容维的强度是有利的[12]。的是一种以多晶莫来石纤维为原料，以无机结合艺经干燥和机加工精制而成的板状材料，密度 0仅保持了纤维状高温隔热材料的优良特征，并且何尺寸的微孔泡沫刚性产品，如图 1-3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]填充式防护结构弹道极限方程的差异演化优化[J]. 贾光辉,姚光乐,张帅. 北京航空航天大学学报. 2018(07)
[2]玄武岩/Kevlar纤维布填充防护结构撞击极限及损伤特性[J]. 贾古寨,哈跃,庞宝君,管公顺,祖士明. 爆炸与冲击. 2016(04)
[3]基于贝叶斯正则化BP神经网络的铝平板超高速撞击损伤模式识别[J]. 刘源,庞宝君. 振动与冲击. 2016(12)
[4]美国DMSP-F13卫星解体事件对空间碎片环境影响分析[J]. 庞宝君,王东方,肖伟科,彭科科. 航天器环境工程. 2015(04)
[5]NASA二级轻气炮设备简介[J]. 王东方,肖伟科,庞宝君. 实验流体力学. 2014(04)
[6]空间碎片防护需求与防护材料进展[J]. 郑世贵,闫军. 国际太空. 2014(06)
[7]填充式防护结构弹道极限方程的多指标寻优[J]. 贾光辉,欧阳智江,蒋辉,李轩. 北京航空航天大学学报. 2013(12)
[8]美俄卫星相撞事件分析[J]. 朱鲁青. 国际太空. 2009(05)
[9]高孔隙率Al2O3微孔陶瓷冲击性能实验研究[J]. 徐松林,张侃,郑文,刘永贵,邓向允. 实验力学. 2008(06)
[10]5A06铝合金单层板超高速撞击弹道极限分析[J]. 贾斌,盖芳芳,马志涛,庞宝君. 材料科学与工艺. 2007(05)
博士论文
[1]孔隙类工程材料的静动态力学性能研究和在防护工程中的应用[D]. 李煦阳.中国科学技术大学 2014
[2]弹丸超高速撞击薄板碎片云建模研究[D]. 迟润强.哈尔滨工业大学 2010
[3]玄武岩纤维材料及其填充防护结构超高速撞击特性研究[D]. 哈跃.哈尔滨工业大学 2010
[4]航天器空间碎片防护结构超高速撞击特性研究[D]. 管公顺.哈尔滨工业大学 2006
硕士论文
[1]编织布多冲击防护结构高速撞击损伤机理及防护性能分析[D]. 张彦权.哈尔滨工业大学 2017
[2]柔性复合材料结构超高速撞击防护性能研究[D]. 杜明俊.哈尔滨工业大学 2016
[3]航空泡沫铝合金的制备与吸能性能研究[D]. 石建.中国民航大学 2016
[4]玄武岩布防护机理及其填充防护结构撞击极限分析[D]. 贾古寨.哈尔滨工业大学 2014
[5]层间距对多冲击结构超高速撞击损伤特性影响研究[D]. 张羽.哈尔滨工业大学 2012
[6]超高速撞击玄武岩及Kevlar纤维布填充防护结构优化设计[D]. 张宝玺.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：2951647
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