白玉帅,岳 帅,林 轻,史文辉,杜忠华

(1.南京理工大学 机械工程学院,江苏 南京 210094;2.上海宇航系统工程研究所,上海 201109)

随着航天活动的日益频繁,航天器可能受到多枚毁伤元的同时撞击,需要研究填装多枚毁伤元的弹丸对航天器内部结构造成毁伤的特性,为航天器损伤评估和防护结构设计提供参考。

文献[1-2]对航天器防护结构在单个弹丸高速撞击下的损伤与防护特性进行了研究。段敏[3]进行多枚弹丸同时撞击铝板的实验和仿真,研究弹丸个数和弹丸质量对防护结构损伤特性的影响。韩潇风[4]对包裹多弹丸撞击Whipple防护结构的损伤进行研究,分析不同撞击条件下包裹弹丸的破碎特性与毁伤特性。不同毁伤元形状会表现出不同的毁伤特点,IQBAL等[5]研究了薄钢板在受到不同形状弹丸以中等速度撞击时的瞬态和冲击后三维全场响应,并进行了有限元(FEM)模拟,以关联瞬态数据和碰撞后参数。周楠等[6]分析了不同形状破片侵彻靶板的毁伤机理和破坏模式,讨论了破片形状对复合靶抗侵彻性能的影响。陈亚红等[7]对爆炸抛撒毁伤元的速度分布规律进行研究,揭示出不同粒径、形状和材料的毁伤元会产生不同的速度分布。但上述研究并没有研究多枚毁伤元对航天器内部结构的区域性毁伤特性,也未探讨多枚不同形状毁伤元的毁伤特点。

本文提出了区域性毁伤内部结构的毁伤方案,通过动能毁伤弹丸撞击多层靶板的试验与仿真研究其毁伤特性,并评估毁伤方案的可行性。……