發(fā)布時(shí)間：2021-05-28 09:52

　　隨著人類航天活動(dòng)日益頻繁,空間碎片問(wèn)題對(duì)航天器的威脅逐漸增加,空間碎片的結(jié)構(gòu)與形狀也更加復(fù)雜。在航天器爆炸解體過(guò)程中可能發(fā)生不同材料碎片的高速碰撞,最終形成包裹結(jié)構(gòu),使空間碎片的高速撞擊行為發(fā)生變化。目前關(guān)于空間碎片高速撞擊的研究,都忽略或有限考慮空間碎片的形狀因素,而包裹結(jié)構(gòu)帶來(lái)的特殊破碎效應(yīng)不可忽視。為研究包裹結(jié)構(gòu)的影響,本文設(shè)計(jì)幾種包裹結(jié)構(gòu)彈丸來(lái)模擬這種特殊結(jié)構(gòu)的空間碎片,通過(guò)理論分析與數(shù)值仿真相結(jié)合的手段研究不同撞擊條件下包裹彈丸的破碎特性與毀傷特性。本文的理論分析部分主要研究彈丸在破碎之前的力學(xué)行為和破碎以后產(chǎn)生破片的運(yùn)動(dòng)學(xué)行為。通過(guò)一些假設(shè)與理想化模型分析彈丸外殼和內(nèi)芯填充物在沖擊金屬板過(guò)程中的受力情況,并以此為基礎(chǔ)結(jié)合能量定律得到破片的軸向速度與徑向速度方程,最終得到描述彈丸特定撞擊條件下反映彈丸破碎特性的破片飛散參數(shù)計(jì)算模型。仿真分析方面,根據(jù)理論分析結(jié)果找出影響彈丸破碎特性的設(shè)計(jì)參數(shù),將設(shè)計(jì)參數(shù)按照所屬對(duì)象分為彈丸結(jié)構(gòu)參數(shù)和防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。其中彈丸結(jié)構(gòu)參數(shù)主要為外殼刻槽的結(jié)構(gòu)參數(shù)和分段數(shù)量。通過(guò)設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的彈丸,分析仿真結(jié)果中各型彈丸的軸向剩余速度、徑向擴(kuò)散速... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：102 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的
        1.1.1 包裹結(jié)構(gòu)空間碎片
        1.1.2 包裹結(jié)構(gòu)空間碎片撞擊特性
        1.1.3 研究目的
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的簡(jiǎn)析
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 研究方法與研究方案
    2.1 引言
    2.2 模擬彈丸設(shè)計(jì)
    2.3 數(shù)值仿真方案
        2.3.1 仿真材料模型
        2.3.2 仿真方案設(shè)計(jì)
    2.4 仿真有效性驗(yàn)證
        2.4.1 有效性驗(yàn)證方案
        2.4.2 實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比
    2.5 本章小結(jié)
第3章 包裹彈丸撞擊破碎機(jī)理分析
    3.1 引言
    3.2 基本假設(shè)
    3.3 包裹彈丸侵徹金屬薄板的力學(xué)行為
        3.3.1 應(yīng)力波傳播過(guò)程
        3.3.2 靶板切應(yīng)力作用
        3.3.3 彈丸橫截面內(nèi)的應(yīng)力作用
    3.4 彈丸破片剩余速度
        3.4.1 破片軸向剩余速度
        3.4.2 破片徑向擴(kuò)散速度
    3.5 分段型模擬彈丸撞擊破碎特性
        3.5.1 軸向剩余速度
        3.5.2 徑向擴(kuò)散速度
    3.6 不同撞擊速度下彈丸破碎特性與模型修正
        3.6.1 破片軸向剩余速度
        3.6.2 破片徑向擴(kuò)散速度
    3.7 本章小結(jié)
第4章 包裹彈丸結(jié)構(gòu)對(duì)撞擊破碎特性的影響
    4.1 引言
    4.2 包裹彈丸基礎(chǔ)破碎特性
        4.2.1 球型彈丸破碎特性對(duì)比仿真
        4.2.2 破碎特性的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)
    4.3 刻槽幾何參數(shù)對(duì)破碎特性的影響
        4.3.1 刻槽數(shù)量對(duì)破碎特性的影響
        4.3.2 刻槽深度對(duì)破碎特性的影響
    4.4 分段數(shù)量對(duì)彈丸破碎特性的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 防護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)包裹彈丸撞擊特性的影響
    5.1 引言
    5.2 雙層板防護(hù)結(jié)構(gòu)防護(hù)性能
        5.2.1 前板厚度對(duì)破片軸向剩余速度的影響
        5.2.2 前板厚度對(duì)破片徑向擴(kuò)散速度的影響
        5.2.3 前板厚度對(duì)后板損傷情況的影響
    5.3 多層板防護(hù)結(jié)構(gòu)防護(hù)性能
        5.3.1 多層板對(duì)破片軸向剩余速度的影響
        5.3.2 多層板對(duì)破片徑向擴(kuò)散速度的影響
        5.3.3 板厚對(duì)各層板損傷情況影響
    5.4 柔性材料對(duì)包裹彈丸的防護(hù)性能
        5.4.1 柔性材料對(duì)包裹彈丸破碎特性的影響
        5.4.2 使用柔性材料的多層板結(jié)構(gòu)防護(hù)性能研究
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Damage of multi-layer spaced metallic target plates impacted by radial layered PELE[J]. Chun Cheng,Zhong-hua Du,Xi Chen,Li-zhi Xu,Cheng-xin Du,Ji-long Han,Xiao-dong Wang.  Defence Technology. 2020(01)
[2]特種彈頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與終點(diǎn)效應(yīng)研究[J]. 孫銀,周克棟,赫雷.  兵器裝備工程學(xué)報(bào). 2019(07)
[3]分段PELE彈體沖擊多層靶板數(shù)值分析[J]. 周敬轅,丁亮亮,湯文輝,冉憲文.  高壓物理學(xué)報(bào). 2018(05)
[4]防務(wù)[J].   國(guó)防科技工業(yè). 2018(05)
[5]對(duì)破片飛散參量計(jì)算模型的分析和評(píng)價(jià)[J]. 印立魁,候秀成,趙太勇,陳智剛,紀(jì)劉奇.  彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2017(04)
[6]5A06鋁合金力學(xué)性能測(cè)試及其平板抗水下沖擊動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析[J]. 任鵬,田阿利,張偉,黃威.  振動(dòng)與沖擊. 2016(14)
[7]高密度聚乙烯單軸拉伸力學(xué)性能及本構(gòu)關(guān)系研究[J]. 馬賽爾,許進(jìn)升,童心,周長(zhǎng)省,李昊.  中國(guó)塑料. 2016(04)
[8]不同環(huán)境溫度下鋁球彈丸高速撞擊編織物防護(hù)屏試驗(yàn)研究[J]. 管公順,蒲東東,哈躍,龐寶君.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(03)
[9]橫向效應(yīng)增強(qiáng)型侵徹體作用機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 朱建生,張敬修.  兵器材料科學(xué)與工程. 2014(04)
[10]航天器解體模型研究的新進(jìn)展[J]. 蘭勝威,柳森,李毅,黃潔.  實(shí)驗(yàn)流體力學(xué). 2014(02)

博士論文
[1]橫向效應(yīng)增強(qiáng)彈丸侵徹及破碎機(jī)理研究[D]. 樊自建.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[2]橫向效應(yīng)增強(qiáng)型侵徹體作用機(jī)理研究[D]. 朱建生.南京理工大學(xué) 2008

碩士論文
[1]多彈丸高速撞擊空間碎片防護(hù)結(jié)構(gòu)的損傷與防護(hù)特性研究[D]. 段敏.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]不同應(yīng)力狀態(tài)5A06鋁合金板材斷裂預(yù)測(cè)[D]. 王偉年.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3208027