迟润强，段永攀，庞宝君，才 源

（1. 哈尔滨工业大学空间碎片高速撞击研究中心，黑龙江 哈尔滨 150001；2. 黑龙江科技大学理学院，黑龙江 哈尔滨 150022）

航天器上的充气压力容器为储能部件，一旦遭受空间碎片撞击，可能发生泄漏或爆炸，造成航天器部分功能丧失甚至整个系统失效[1]。压力容器在超高速撞击下的损伤失效行为非常复杂，前壁损伤是其中一类重要模式，主要包括前壁穿孔和穿孔处的裂纹失稳破坏。高压气体在容器壁上产生的预应力以及气体介质的存在，对前壁失效可能产生不同的影响机制。

在一些压力容器超高速撞击实验中，未将压力容器的前壁穿孔特性作为重点研究对象，仅列出并简单描述了零散工况下的前壁穿孔尺寸[1-2]。有些研究开展了有针对性的前壁穿孔特性分析，基于实验和数值模拟手段，或多或少讨论了前壁穿孔尺寸随弹丸直径、前壁厚度、撞击速度等参数变化的规律，而对气体压强的影响考虑较少[3-4]。庞宝君等[5]指出，气体压强对前壁穿孔影响较小，但在其数值模型中，气体压强是通过应力边界条件施加在容器内壁上，忽略了高压气体的建模。

针对前壁穿孔处的裂纹失稳破坏问题，Igor 等[6]认为，弹丸穿透前壁之后产生的碎片云压缩容器内的气体，形成气体冲击波并在容器后壁反射，再通过气体介质传到容器前壁，在前壁产生一个瞬时压力加载，导致前壁穿孔处发生裂纹失稳破坏，并且在文章中定性描述了冲击波反射后到达前壁的传播过程。……