超高速碰撞航天器太阳能电池阵的毁伤特性研究

发布时间：2017-12-09 05:14

  本文关键词：超高速碰撞航天器太阳能电池阵的毁伤特性研究

  更多相关文章： 超高速碰撞 航天器太阳能电池阵 裂纹 穿孔 应力云图

【摘要】：航天器太阳能电池阵在轨道运行期间会遭受大量空间碎片的撞击。为了开展航天器太阳能电池阵的防护工作,利用ANSYS/LS-DYNA软件对超高速碰撞航天器太阳能电池阵进行数值模拟并进行实验验证。主要工作如下:进行了不同位置处,超高速碰撞航天器太阳能电池阵毁伤的数值模拟,得到了不同碰撞时刻玻璃盖片的应力云图及有效应力曲线。研究结果表明:a)碰撞后航天器太阳能电池阵玻璃盖片上出现放射性裂纹;b)当碰撞在航天器太阳能电池阵的几何中心位置时,航天器太阳能电池阵的4块玻璃盖片均出现裂纹;c)当碰撞在航天器太阳能电池阵的2块玻璃盖片交界的中心位置时,只有被撞击的2块玻璃盖片上出现裂纹,其余玻璃盖片未受到影响;d)当碰撞在航天器太阳能电池阵的单个玻璃盖片的中心位置时,只有被撞击的玻璃盖片出现裂纹,其余3块未受影响。进行了30°入射角度超高速碰撞太阳能电池阵铝衬板的数值模拟,得到了碰撞速度与穿孔尺寸的关系及不同碰撞时刻铝衬板的应力云图和有效应力曲线。研究结果表明:a)当碰撞航天器太阳能电池阵的中心位置时,碰撞产生椭圆形穿孔,穿孔尺寸在椭圆的长轴和短轴方向上均随碰撞速度的增加而增大,最后趋于稳定;b)当碰撞航天器太阳能电池阵的2块玻璃盖片交界的中心位置时,产生椭圆形穿孔,穿孔尺寸在椭圆的长轴和短轴方向上均随碰撞速度的增加先增大后减小,最后趋于稳定。进行了碰撞角度对航天器太阳能电池阵的毁伤特性研究,得到了斜碰撞时碰撞角度与航天器太阳能电池阵毁伤面积的关系曲线及正碰撞后电池阵的碎片云的飞溅模拟图。研究结果表明:当弹丸进行斜撞击时,航天器太阳能电池阵的毁伤面积随碰撞角度的增加先增大后减小;当进行正碰撞时,航天器太阳能电池阵上出现圆形穿孔,玻璃盖片出现放射性裂纹。进行了实验总体方案设计,开展了30°入射角度碰撞航天器太阳能电池阵中心位置和2块玻璃盖片交界位置及正碰撞航天器太阳能电池阵中心位置的实验;通过数值模拟与实验结果对比分析,两者基本一致。
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V442

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本文编号：1269198