微流星体模拟材料超高速撞击航天器结构损伤特性研究
在宇宙空间中存在着大量的微流星体，在地球近地轨道这些微流星体以平均20km/s的速度与在轨航天器做着相对运动。随着人类航天技术的进一步发展，微流星体对在轨航天器以及航天员的潜在危害性逐渐被人们所认识。为了进一步认识微流星体超高速撞击航天器典型Whipple防护结构损伤特性，从而为航天器防护结构的设计提供理论依据。 本文利用由纯净水冷冻制成的圆柱形冰弹丸模拟宇宙空间中的冰质微流星体，以航天器典型Whipple防护结构为靶板，采用非火药驱动二级轻气炮为冰弹丸超高速发射装置，进行了冰弹丸超高速撞击实验技术的探索，并取得了弹丸相对速度为0.694 km/s～1.516 km/s内的实验数据，通过对实验数据分析得到了在该速度段内的靶板损伤特性规律，并对靶板损伤机理进行了讨论。利用人工合成复合材料的方法制备出硅酸盐质微流星体模拟材料，并将其制成弹丸，从而用其模拟硅酸盐质微流星体，并以航天器典型 Whipple防护结构为靶板，采用非火药驱动二级轻气炮为硅酸盐质弹丸超高速发射装置，进行了硅酸盐质弹丸超高速撞击实验技术的探索，并取得了弹丸相对速度为0.241 km/s～2.402 km/s内的实验数据，通过对实验数据分析得到了在该速度段内的靶板损伤特性规律，并对靶板损伤机理进行了讨论。利用霍普金森压杆（SHPB）技术探讨了一种测试冰在高应变率下动态压缩力学性能（应力-应变关系）的方法，并对该方法的可行性进行了实验验证。
空间航天器;微流星体;高速撞击;损伤力学
哈尔滨工业大学
硕士
人机与环境工程
贾斌
2011
中文
V416.26;O346.5
33
2013-03-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）