超高速撞擊特性分析研究及航天器防護結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、針對空間碎片與航天器防護結(jié)構(gòu)之間的超高速撞擊問題,本文對航天器防護材料和防護結(jié)構(gòu)的損傷特性進行了實驗數(shù)據(jù)的研究分析和數(shù)值模擬的分析;并對航天器防護結(jié)構(gòu)在滿足可靠性的情況下質(zhì)量最小的優(yōu)化問題進行了研究.該課題及研究方法對航天器防護結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作具有較大的理論和工程意義.具體工作可分為以下幾個方面:(1)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)采用量綱分析法和逐步回歸法得到厚靶成坑的經(jīng)驗公式,并對得到經(jīng)驗公式的不同模型進行了分析,結(jié)果表明:采用靶材布氏硬度的經(jīng)驗方程較

2、采用屈服強度的經(jīng)驗方程較好地符合實驗,從而也說明用布氏硬度表征超高速撞擊的強度效應(yīng)比用屈服強度更能反映超高速撞擊本質(zhì)特性關(guān)系;數(shù)據(jù)回歸分析得到薄板穿孔的經(jīng)驗方程,通過與Maiden,Gehring和Mcmillan的經(jīng)驗方程進行比較,表明得到的經(jīng)驗公式在該實驗條件下更精確,采用的分析方法也是有效的;通過實驗數(shù)據(jù)得到了碎片云特性角的經(jīng)驗方程.(2)通過對實驗數(shù)據(jù)的回歸分析,在實驗特定的條件下實現(xiàn)了單防護屏Whipple防護結(jié)構(gòu)的撞擊極限方

3、程的建立.撞擊極限曲線整體趨勢與已有的撞擊極限曲線是一致的.定性地說明了回歸得到的撞擊極限方程與已有的研究和實驗是符合的,為進一步修正撞擊極限方程及建立更合理的撞擊極限方程的形式奠定了基礎(chǔ).(3)由得到的撞擊極限方程對航天器防護結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化分析,解決了以往用Christiansen得出的撞擊極限方程不能求結(jié)構(gòu)參數(shù)的最優(yōu)解的問題.單元特定粒子情況下防護結(jié)構(gòu)質(zhì)量最小的優(yōu)化結(jié)果表明:艙壁厚度與防護屏厚度在撞擊極限方程三個速度段上最優(yōu)化比值

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