超高速撞击航天器二次碎片云能量特性分析

摘要

为了评估空间碎片超高速撞击航天器的碎片云破坏能力,挖掘超高速撞击数值模拟结果数据的应用价值,基于9.53mm铝球以6.64km/s速度对2.2mm铝靶撞击的Ls-Dyna/SPH(Smoothed Particle Hydrodynamic)数值模拟研究结果,对靶后碎片云的粒子动能进行求和统计,建立了碎片云比动能概念和函数形式;碎片云比动能综合考虑了靶后所有碎片云粒子的动能,反映了一定距离处垂直于撞击方向平面上单位面积上的碎片云粒子所蕴含的撞击能量;应用碎片云比动能概念,揭示出随着演化距离的增加,碎片云能量的衰减规律;通过不同速度条件下的SPH计算,得到了碎片云的比动能函数的曲线形式随撞击速度的变化规律;最后对采用2种材料模型进行数值模拟所对应的结果误差进行碎片云比动能函数的曲线比较,反映出数值模拟中不同材料模型引起的差异.