基于SAR衛(wèi)星關(guān)鍵部件的碰撞損傷效應(yīng)研究.pdf

1、目前，地球空間碎片環(huán)境隨著航天事業(yè)的發(fā)展日益惡化，其對(duì)航天器的危害主要是超高速撞擊現(xiàn)象，厘米量級(jí)的空間碎片可擊穿任何防護(hù)屏，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損壞。尤其對(duì)于壓力容器，還可能導(dǎo)致泄漏和航天器的位姿失控，造成嚴(yán)重的危害。另外，衛(wèi)星攔截技術(shù)的發(fā)展使未來戰(zhàn)爭(zhēng)范圍可能擴(kuò)展到外層空間，各種發(fā)射形式的動(dòng)能彈及具有軌道機(jī)動(dòng)能力的小衛(wèi)星均可執(zhí)行空間攻防任務(wù)。
　　本文以某典型SAR衛(wèi)星的構(gòu)型布局方案為研究載體，針對(duì)SAR衛(wèi)星撓性伸出結(jié)構(gòu)和貯箱模型受到的

2、不同撞擊條件，利用數(shù)值分析方法，研究各受撞部件的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)及損傷狀態(tài)。
　　本文首先對(duì)太陽帆板和SAR天線中作為承載面板的蜂窩夾層板結(jié)構(gòu)建立力學(xué)性能等效模型，利用基于蜂胞的Y模型理論和動(dòng)態(tài)等效法，計(jì)算得到了等效正交各向異性板模型的力學(xué)性能參數(shù)，為有限元分析奠定了基礎(chǔ)。
　　對(duì)于太陽能帆板和SAR天線及其可展支撐結(jié)構(gòu)，主要對(duì)其進(jìn)行圓柱形彈體的低速撞擊模擬。利用Pro/E和LS-DYN軟件相結(jié)合的方法建立有限元模型，通過仿真獲得

3、了撞擊目標(biāo)的損傷效果，最大撓度，彈體的運(yùn)動(dòng)形式，以及能量的傳遞效率等數(shù)據(jù)，總結(jié)了不同撞擊速度和角度下各參數(shù)的變化規(guī)律。
　　最后，對(duì)于考慮艙壁遮擋狀態(tài)的貯箱模型，在AUTODYN軟件中建立了其受到厘米量級(jí)彈丸超高速撞擊的2D軸對(duì)稱分析模型，利用SPH光滑粒子算法，通過數(shù)值仿真得到了一次撞擊和二次撞擊的狀態(tài)云圖，通過與相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式的對(duì)比證明了分析的有效性。在分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)了艙壁的穿孔、貯箱的大中心孔和侵徹成坑范圍等損傷特性隨彈速