空間碎片鋁網(wǎng)防護(hù)屏超高速撞擊特性研究.pdf

1、隨著人類太空開發(fā)活動(dòng)的日益頻繁，太空環(huán)境持續(xù)惡化，空間碎片數(shù)量不斷增多，航天器安全運(yùn)行受到的威脅日益顯現(xiàn)，因此，需要對(duì)航天器進(jìn)行空間碎片防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。網(wǎng)狀防護(hù)結(jié)構(gòu)是對(duì)傳統(tǒng)的板狀連續(xù)體設(shè)計(jì)理念的一種突破，本文通過(guò)地面模擬實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬手段對(duì)國(guó)產(chǎn)鋁合金網(wǎng)狀防護(hù)結(jié)構(gòu)的超高速撞擊特性進(jìn)行了研究。
　　利用二級(jí)輕氣炮進(jìn)行了鋁網(wǎng)/鋁板雙防護(hù)屏防護(hù)結(jié)構(gòu)的超高速正撞擊實(shí)驗(yàn)研究，分析了不同材料和規(guī)格的鋁網(wǎng)防護(hù)屏對(duì)高速撞擊粒子的破碎效應(yīng)以及對(duì)碎片的擴(kuò)

2、散作用。在相近的撞擊速度下，與相同面密度的鋁板雙防護(hù)屏防護(hù)結(jié)構(gòu)的超高速撞擊特性進(jìn)行了對(duì)比分析，研究了二者超高速撞擊損傷特性的不同，對(duì)鋁網(wǎng)/鋁板雙防護(hù)屏防護(hù)結(jié)構(gòu)的超高速撞擊防護(hù)性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
　　以常用防護(hù)結(jié)構(gòu)撞擊極限曲線為基礎(chǔ)，對(duì)由不同絲徑、絲間距的鋁網(wǎng)所組成的鋁板/鋁網(wǎng)組合防護(hù)結(jié)構(gòu)的超高速撞擊防護(hù)性能進(jìn)行了優(yōu)選分析及實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，撞擊速度為2.5km/s~5.0km/s，彈丸直徑分別為3.97mm和6.35mm，實(shí)驗(yàn)選用3種絲徑、

3、3種絲間距的5052鋁網(wǎng)分別與鋁板組成面密度相同的鋁板/鋁網(wǎng)組合防護(hù)結(jié)構(gòu)，此時(shí)鋁網(wǎng)位于鋁板的后面。實(shí)驗(yàn)得到了不同鋁絲網(wǎng)組合防護(hù)結(jié)構(gòu)在實(shí)驗(yàn)速度范圍內(nèi)的撞擊極限，并與相同面密度的雙層鋁板防護(hù)屏結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較，獲得了防護(hù)效果優(yōu)于相同面密度鋁板的最佳鋁絲網(wǎng)尺寸參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)鋁板/鋁網(wǎng)組合雙層防護(hù)屏結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)選組合，并進(jìn)行了超高速撞擊實(shí)驗(yàn)研究。
　　完成了實(shí)驗(yàn)所用絲網(wǎng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的幾何建模，對(duì)兩種鋁網(wǎng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的超高速撞擊響應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值仿