超高速撞击下空间碎片形状效应研究进展

发布时间：2021-03-08 00:48

　　在对国内外超高速撞击条件下空间碎片形状效应研究技术路线进行分析的基础上,介绍了近年来国内外研究人员在超高速撞击条件下形状效应领域的研究现状和最新进展,并立足国内航天器空间碎片防护工程需求现状,结合研究现状和最新进展,探讨了我国未来在超高速撞击条件下空间碎片形状效应研究领域的发展方向。 

【文章来源】：装备环境工程. 2020,17(03)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

文献[25]仿真结果与文献[19]获得的弹道极限对比

可以看到，图9与图6有明显的不同，图6中，球形弹丸弹道极限曲线基本处于最高位置，说明具有最小的损伤能力。在图9中，这一结论不再适用，球形弹丸弹道极限曲线不再处于最高位置，而是被其他曲线交替覆盖。这也说明弹丸形状效应研究的复杂性，由于非球形弹丸为非中心对称结构，弹丸形状、撞击速度、撞击姿态均会对弹丸的损伤能力产生不可忽略的影响。图9 转化为特征长度与撞击速度关系的弹道极限曲线

图8 不同撞击角度下后板损伤模式为了评价非球形弹丸不同撞击姿态下的弹道极限特性，Williamsen等人[30]基于地面超高速撞击解体试验分析，选用数量最多的立方体和方形薄片作为空间碎片的典型形状。利用类似于飞行器生存性分析中的方法，首次引入了方向权重的概念，立方体最终的弹道极限可通过各种姿态下弹道极限结果加权计算获得。将对立方体的撞击姿态划分为26个典型姿态，如图10所示。箭头的方向代表了空间碎片的速度方向，每一个箭头对应着空间碎片的一种撞击姿态。将速度方向与立方体表面法向量重合的情况称为“面撞击”，共有6个（方向权重为23%）；速度方向与立方体表面法向量成45°夹角的情况称为“边撞击”，共12个（方向权重为46%）；速度方向与体对角线重合的情况称为“角撞击”，共8个（方向权重为31%）。

【参考文献】：
期刊论文
[1]圆柱形长杆超高速正碰撞薄板结构破碎效应[J]. 汪庆桃,吴克刚,陈志阳.  振动与冲击. 2017(05)
[2]超高速撞击丝网防护屏弹丸形状效应数值模拟研究[J]. 林敏,庞宝君,张凯.  振动与冲击. 2012(18)
[3]基于特征长度的非球形弹丸超高速撞击碎片云特性研究[J]. 徐坤博,龚自正,侯明强,郑建东,杨继运.  高压物理学报. 2012(01)
[4]超高速撞击中的弹丸形状效应数值模拟研究[J]. 徐坤博,龚自正,侯明强,代福,郑建东.  航天器环境工程. 2010(05)
[5]弹丸形状对超高速撞击厚合金铝靶成坑影响的数值模拟[J]. 张伟,管公顺,贾斌,庞宝君.  高压物理学报. 2008(04)
[6]超高速撞击弹丸形状效应数值模拟研究[J]. 马文来,张伟,庞宝君,陈海辉.  宇航学报. 2006(06)



本文编号：3070107