碎片云

摘要： 为研究多层板结构中薄板在碎片云作用下的变形与破坏问题,开展了超高速撞击多层板实验。实验结果表明,薄板在高速碎片云冲击下的典型破坏特征为中央穿孔及环孔凹陷变形与花瓣型撕裂。在此基础上,考虑弯矩和膜力作用,建立了描述薄板在轴对称分布强冲击载荷作用下大变形的理想刚塑性环板模型,据此可以计算环板变形过程的横向与径向速度场,结合Grady破碎理论,可以计算花瓣型撕裂的花瓣数,理论计算值与实验比较吻合。研究结果可以为多层板结构在超高速弹丸撞击下的毁伤评估提供理论基础。

摘要： 基于有限元-光滑粒子流体动力学(FEM-SPH)自适应算法,采用有限元软件LS-DYNA对动能块超高速碰撞多层防护结构的毁伤特性进行了数值模拟,并结合量纲分析方法,分析了动能块的质量和撞击速度对多层防护结构穿孔特性的影响。结果表明:保持其他参数不变,在所研究的质量和撞击速度范围内,所有的动能块均可以穿透全部17层铝合金板,并在靶后形成碎片云,在撞击过程中动能块和铝合金板内部出现层裂现象;第1层铝合金板的穿孔直径随着动能块质量的增大近似呈幂函数增大,拟合误差在5%以内;第2层铝合金板的穿孔直径随着撞击速度的提升也呈幂函数增大,拟合误差在10%以内;碎片云的头部速度随着撞击速度的提升近似呈线性增大。研究结果可为后期分析靶后碎片云的质量与速度分布、建立冲击载荷模型奠定基础。

摘要： 利用三维混合模拟程序计算了大量超热碎片离子在低密度背景等离子体中爆炸膨胀的过程.通过定量计算磁泡的变化过程和磁泡对碎片云运动的约束效果,分析了背景等离子体电荷密度、背景离子原子量、碎片离子荷质比等参数对磁泡的影响.计算结果表明,背景电荷密度对磁泡和碎片云的运动有重要影响.在碎片云扩张早期,背景离子原子量对磁泡扩张影响较小,但对后期碎片云的运动有一定影响.当碎片离子荷质比较小时,离子回旋半径大于磁泡半径,此时磁泡半径较小,且磁泡无法约束碎片云.当碎片离子荷质比较大时,离子回旋半径小于磁泡半径,如果此时背景电荷密度较低,磁泡和碎片云的早期扩张几乎不受碎片离子荷质比影响,但对系统后续演化有一定影响,如果此时背景电荷密度较大,碎片离子荷质比对磁泡和碎片云的运动有较大影响.

摘要： 近年来,空间碎片环境日益复杂严峻,对卫星在轨飞行构成严重威胁,发生碰撞风险大幅增加。针对低轨卫星遭受空间碎片撞击问题,分析了撞击产生的二次碎片云损伤机理,提出了利用遥测数据评估撞击产生的影响,分析撞击信息的流程,设计了相应地面验证实验。结果表明:碎片云引发二次损伤为空间碎片撞击卫星主要损伤形式。碎片云可导致多层隔热材料(MLI)发生破损甚至严重撕裂、外翻,同时引起供电线缆损伤、导线被击断。破损的供电电缆,通过大电流后发生断路的可能性急剧提升,对卫星危害巨大。

摘要： 为满足超高速撞击典型Whipple防护构型的损伤评估需求,利用图像处理技术对碎片云序列阴影图像进行深入研究.使用超高速序列激光阴影成像仪得到三组不同实验条件下碎片云发展过程的高清阴影图像,分别对每组最具代表性的2帧进行图像处理分析;根据碎片云图像特点以及碎片运动特性,提出了一种改进的碎片二次特征匹配算法,该方法包含碎片粗定位、特征定义及初匹配和精确匹配三步策略;通过运用改进的匹配算法,对选取的相邻两帧图片完成碎片高效匹配,并提取匹配碎片的运动参数,进而分析碎片的速度分布和飞行角度分布,获取二次碎片云相关运动特性;得到三组实验各自的轨迹模拟图.根据得到的轨迹分析结果分别对三组实验的后板损伤进行估计,并通过与防护构型的实际损伤结果进行比较,验证了该方法的有效性.

摘要： 基于最优输运无网格方法理论,利用Fortran语言编写了pOTM方法并行计算程序,进行了弹丸超高速正撞击单层靶板的数值模拟研究,分析了不同量级模型规模以及不同核心数对并行效率的影响。研究结果表明:在一定量级模型规模内,模型的计算结果随着网格的加密基本保持稳定,验证了pOTM方法网格的收敛性;采用pOTM方法模拟得到的靶板弹坑直径以及碎片云的形态和质量分布与实验结果吻合较好,验证了pOTM方法求解超高速碰撞问题的有效性;此外,对于并行规模百万量级以下的模型,其加速比可以达到12,可以很大程度上节省CPU计算时间。

摘要： 基于弹丸在超高速撞击薄板时破碎形成碎片云的机理,Whipple防护结构能够对航天器所面临的空间碎片及微流星体等威胁形成有效防护.通过回顾Whipple防护结构的研究和发展历程,对多层板结构、填充式防护结构、夹芯板结构等进行对比,分析其力学效应和防护性能;总结可应用于含泡沫、蜂窝、梯度和编织等材料的防护结构超高速撞击的数值模拟方法及其改进方法;结合相关材料的超高速撞击试验及数值模拟结果,为防护结构未来的研究方向提出建议.

摘要： 基于最优输运无网格方法理论,利用Fortran语言编写了 pOTM方法并行计算程序,进行了弹丸超高速正撞击单层靶板的数值模拟研究,分析了不同量级模型规模以及不同核心数对并行效率的影响.研究结果表明:在一定量级模型规模内,模型的计算结果随着网格的加密基本保持稳定,验证了 pOTM方法网格的收敛性;采用pOTM方法模拟得到的靶板弹坑直径以及碎片云的形态和质量分布与实验结果吻合较好,验证了 pOTM方法求解超高速碰撞问题的有效性;此外,对于并行规模百万量级以下的模型,其加速比可以达到12,可以很大程度上节省CPU计算时间.

摘要： 在超高速碰撞下,波阻抗梯度材料能使弹丸的动能更多地转变为靶板材料内能,使其发生熔化、气化等相变,分散和消耗弹丸的动能,进而实现航天器对空间碎片的防护.以钛、铝、镁3种材料组成的波阻抗梯度材料为研究对象,借助于光滑粒子流体动力学数值模拟方法,采用Til-loston状态方程和Steinberg-Guinan本构模型,给出各材料的冲击相变判据,结合速度为7.9 km/s的超高速碰撞实验结果,验证数值模拟结果的有效性.计算结果表明:钛、铝、镁波阻抗梯度材料在受到大于4 km/s速度撞击时,形成的碎片云会发生不同程度的熔化和气化;钛、铝、镁3种组分分别在受到6 km/s、5 km/s、4 km/s速度撞击时碎片云会发生熔化,在受到8 km/s、9 km/s、6 km/s速度撞击时碎片云会发生气化.

摘要： 含能活性材料超高速撞击数值模拟研究对于新型空间碎片防护机理探索研究具有重要意义.采用AUTODYN动力学仿真程序,基于改进的Lee-Tarver点火增长模型,在验证计算模型有效性的基础上,开展球形弹丸超高速撞击含能活性材料防护结构数值模拟研究,对弹丸临界破碎速度、碎片云形貌特征及后墙损伤等进行分析.给出了铝合金弹丸超高速撞击PTFE/Al含能活性材料防护屏的临界破碎速度公式,得到弹丸直径、撞击速度和含能活性材料防护屏板厚对碎片云特征参数的影响规律,进一步揭示了含能活性材料防护结构超高速撞击条件下的新型防护机理.

摘要： 超高速撞击形成碎片云的形貌及其运动特性可验证仿真计算模型的结果,为建立碎片云模型、研究超高速撞击机理、研制新型防护材料提供基础数据.为了获得超高速撞击铝板形成的碎片云特征数据,开展了阴影成像系统的标定、碎片云阴影成像和数据处理研究,以及光源系统和成像系统同步控制的碎片云前光成像.解决了超高速碰撞过程中强烈火光对碎片云成像的影响,验证了超高速撞击碎片云空间分布及运动特性测量技术.同时将试验结果与数值结果进行了对比.最后,文章还提出了碎片云的前光及阴影成像测量方案.

摘要： 利用高速相机测量超高速碰撞过程中产生的碎片云分布特征时,会因为无法克服自发光干扰及分辨率随帧频提高而减小对成像质量造成影响.为获得高质量的超高速序列图像,中国空气动力研究与发展中心采用自主设计开发的棱锥分光成像系统开展超高速碰撞试验获得了碰撞过程的碎片云序列清晰图像.并根据获得的序列图像,识别了序列图像中的数十组碎片,分析获得了碎片云矢量位移场的重建及碎片的速度分布等参数,为研究碎片云瞬态变化过程提供了有效的试验方法.同时该系统调试简便,重复使用效率高,具备一定的扩展能力.

摘要： 碎片云动量对航天器舱壁撞击损伤有着直接影响,本文通过数值模拟对Whipple防护屏超高速碰撞碎片云动量分布规律进行了研究,另外,对超高速碰撞碎片云扩散半径、动量比、Whipple防护屏后靶破坏情况等进行了分析.结果表明,碎片云动量密度随落点半径大致呈三角形分布,但并不是随半径增大线性递减的,相同撞击条件下,受统计区域面积和数据间隔距离的影响,碎片云动量密度峰值以及变化趋势会有所不同.

摘要： 泡沫铝是一种新型航天器防护材料，具有很好的抵御空间碎片撞击的特性。本文采用二级轻气炮加载技术进行了超高速弹丸撞击泡沫铝防护结构实验，弹丸速度为4～6km/s，同时利用激光阴影照相技术拍摄了不同时刻的碎片云形态，通过对阴影照片的分析得到碎片云特征点的速度，并对弹丸撞击铝薄板和泡沫铝板形成的碎片云进行了比较。本文的研究结果对于认识泡沫铝在空间防护上的应用具有一定的参考价值。

摘要： 本文从分析高空核爆炸碎片云的环境特点出发，利用磁流体力学理论建立了模拟碎片云扩展运动的壳层模型，并使用该模型计算了美国Starfish高空核爆炸试验碎片云的运动参数，通过与文献模拟结果的详细比对，分析了两者存在的差异。文中还针对核素选取的不同，模拟了不同类型碎片在高空的扩展情况，分析了不同核素扩展规律的不同。

摘要： 为获取超高速碰撞过程中碰撞弹丸的飞行姿态及所产生的碎片云特性，中国空气动力研究与发展中心超高速所利用多光源空间分离技术、偏振分光技术、光束角放大技术、补偿式滤光技术等，开展了序列激光阴影照相技术的研究，完成了系统的样机研制。该系统由YAG激光光源、阴影仪、成像系统和控制系统组成，在解决了单色光带来的衍射和干涉噪声、碰撞瞬间强烈的自发光干扰后在碰撞靶上开展了系列碰撞试验测试。本文对该系统的工作原理、调试情况及试验结果进行了介绍，调试及试验结果表明：（1）该系统可以获得最小间隔为1μs，曝光时间为10ns的8个不同时刻的超高速碰撞碎片云或碰撞弹丸图像；（2）在不同撞击条件下分别获得了撞击速度5.0km/s～7km/s时碎片云的8序列阴影照片，该序列照片清晰地描述了碎片云的轮廓发展变化 过程，获得了某一方向的碎片云发展速度和特征宽度变化；（3）该技术成本低并实现了超高速摄影机功能，满足目前碰撞试验弹丸的飞行姿态及碎片云显示的需要，并可以应用于其它超高速瞬态过程的测量显示。

摘要： 针对空间碎片超高速撞击充气压力容器问题，应用非线性动力学分析软件AUTODYN-2D，采用SPH方法对碎片云在高压气体中的运动特性进行模拟，研究了弹丸直径、撞击速度及气体压力对碎片云传播规律的影响。结果表明：随着内充气体压力的增加，碎片云减速加快，并在一定压力范围内，气体压力的增加可减缓碎片云对容器后壁的损伤；当撞击速度及气体压力相同时，弹丸直径越小，碎片云尖端速度下降得越快，而弹丸直径对碎片云的径向扩展速度影响较小；当弹丸直径及气体压力相同时，随着撞击速度的增加，碎片云减速加快。对模拟结果进行分析还可以得出容器发生泄漏的时间与位于弹丸撞击轴方向上的“真空柱”有关。

摘要： 采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法对不同形状的弹丸超高速碰撞形成的碎片云特性作了模拟分析,给出了靶孔直径和碎片云宽度随碰撞速度的变化规律、同一速度下不同形状的弹丸累积碎片分布规律、弹丸初始半径范围内的碎片云无量纲向前总动量MD/MO随膨胀距离LE的变化以及碎片云前端速度的变化规律等.

摘要： 本文较系统地介绍了作者所在课题组近年在超高速侵彻/撞击领域的相关研究工作,包括长杆侵彻的Alekseevskii-Tate模型近似解,长杆高速侵彻的速度关系与减速分析,弹/靶材料的可压缩性对超高速侵彻的影响,考虑弹/靶材料可压缩性的超高速侵彻近似模型,弹丸超高速撞击薄板产生碎片云计算的失效模型,碎片云产生前弹材中冲击波传播,碎片云特征点的识别及其侵彻极限分析等.

摘要： 研究讨论了节点分离数值计算方法思想,并且分别采用节点分离法和光滑粒子法(SPH法),以弹丸高速撞击Whipple防护结构为例进行数值计算.通过对两种计算结果和试验比较分析,表明节点分离法不仅能够较好地模拟高速碰撞下碎片云生成、膨胀过程,而且能够克服光滑粒子法计算效率低和自由边界固有缺陷难以保证计算精度等问题,是模拟高速碰撞碎片云的可行方法。

摘要： 本发明涉及对去重复数据和保留锁定数据的清理和碎片整理。一种示例方法，包括：将云对象识别为进行碎片整理的潜在候选对象；评估所述云对象以确定所述云对象的段的哪一部分过期；当所述部分的过期段满足或超过阈值时，将所述云对象的所述过期段和未过期段分离；创建仅包括未过期段的第一新云对象；创建仅包括过期段的第二新云对象；以及从存储装置中删除所述云对象。

摘要： 本发明提供一种聚合碎片化资源的O2O模式云会计方法与系统，涉及会计代账技术领域。该聚合碎片化资源的O2O模式云会计系统，包括会计人员工作终端、线上会计通讯模块和商企整合工作终端，所述线上会计通讯模块为基于Web的网络通讯储存模块，所述会计人员工作终端和商企整合工作终端为与Web的网络通讯储存模块相互配合的浏览器或APP中的一种，所述线上会计通讯模块包括通讯辅助多向监管模块、企业会计代理信息发布模块和会计求职信息发布模块。本发明可以对会计技术人员和有需要会计服务的商企资源进行整合，且对平台上的交流和财务工作进行有效的监督，使得会计和商企的合法权益得到有效的保证，对会计人员的专业性有较高的要求，保障财务工作的专业性。

摘要： 本发明提供了一种射流高速碰撞靶板产生碎片云瞬态过程的实验观测方法，该方法中，起爆药引爆主炸药爆轰压垮药型罩形成射流，同时给同时分幅扫描相机一个触发信号，当触发信号达到同时分幅扫描相机设定触发值时，打开同时分幅扫描相机快门，拍摄分幅图像和扫描图像；最终，分幅扫描相机的分幅部分获得试验过程中的分幅图像数据，扫描部分获得试验过程中的扫描图像数据。本发明的实验观测方法，可清晰地获取到射流高速碰撞靶板瞬态过程中射流运动状态、碰靶过程和碎片云及冲击波发展过程图像信息，同时通过扫描图像能获得射流速度、碎片云扩散速度和冲击波速度等具体曲线值，从而实现对瞬态过程较全面的描述。

摘要： 本发明公开了基于碎片云载荷分布的航天器多层防护结构设计方法，所述设计方法包括：建立弹丸撞击第一层缓冲屏的碎片云运动理论模型，建立多层缓冲屏的碎片云运动理论模型，确定最优的结构参数。本发明中，适用于铝合金、纤维、陶瓷等多种材料的防护结构，只需已知材料的密度、声速、断裂韧性等参数就可以开展防护结构设计，适用范围较广，可以根据理论计算缓冲屏层数、缓冲屏面密度匹配、缓冲屏间距匹配以及防护结构总间距对舱壁载荷的影响，确定航天器多层防护结构的最优结构参数及舱壁厚度，大幅缩短优化结构所用的时间，降低航天器防护结构设计成本，可以对特定结构参数的航天器多层防护结构进行评估，确定其是否满足防护需求。

摘要： 本发明涉及高速撞击实验碎片云诊断方法，具体涉及一种用于碎片云质量测量的单能脉冲X射线照相方法，用于解决现有脉冲X射线照相方法无法在高速撞击实验过程中定量测量碎片云质量参数的不足之处。该用于碎片云质量测量的单能脉冲X射线照相方法从电参数和滤波设计方面进行脉冲X射线输出能谱单色优化，单能脉冲X射线使X射线质量衰减系数在穿透过程中成为一个定量，能够利用衰减公式进行质量分析，实现了对低原子序数碎片云质量的定量测量。

摘要： 本发明涉及计算机相关技术领域，尤其涉及一种基于机器学习的超高速碰撞碎片云快速模拟方法，包括以下步骤，S10、碎片云关键特征提取方法；S20、碎片云快速模拟模型构建方法；S30、模型中碰撞条件施加策略；S40、模型准确性评估方法。该发明通过特征工程方法，提取碎片云分布特征；然后基于变分自编码器网络结构建立碎片云快速模拟模型，并将碎片云分布特征和碰撞参数作为输入数据；同时设计损失函数，指导神经网络的层次性结构实现输入数据与输出数据之间的复杂函数逼近，进而建立碰撞参数与高维度的碎片云分布特征之间的非线性关系；为了评估所获得碎片云快速生成模型的准确性，建立了模型误差评估方法，通过计算模型输出结果与模型训练数据之间的多种误差标准。

摘要： 本发明提供了一种射流高速碰撞靶板产生碎片云瞬态过程的实验观测方法，该方法中，起爆药引爆主炸药爆轰压垮药型罩形成射流，同时给同时分幅扫描相机一个触发信号，当触发信号达到同时分幅扫描相机设定触发值时，打开同时分幅扫描相机快门，拍摄分幅图像和扫描图像；最终，分幅扫描相机的分幅部分获得试验过程中的分幅图像数据，扫描部分获得试验过程中的扫描图像数据。本发明的实验观测方法，可清晰地获取到射流高速碰撞靶板瞬态过程中射流运动状态、碰靶过程和碎片云及冲击波发展过程图像信息，同时通过扫描图像能获得射流速度、碎片云扩散速度和冲击波速度等具体曲线值，从而实现对瞬态过程较全面的描述。

摘要： 用于高速或超高速撞击X光拍摄碎片云的承压装置，它涉及一种承压装置。本发明解决现有压力容器由于被损伤破坏而不能反复使用，每进行一次撞击实验需要耗费一个压力容器，存在成本较高的问题。主体钢架为长方体框架，四块侧壁钢板均呈长方形，主体钢架的每个侧面固装有一块侧壁钢板，四块侧壁钢板形成方筒状，每块侧壁钢板上设置有一个X射线透射窗，主体钢架的前端面上设置有前端板，前端板中心处加工有圆形台肩通孔，可更换前靶板装夹在装夹法兰盘与前端板的台肩上，装夹法兰盘固装在主体钢架的前端板上，后封头固装在主体钢架的后端面上，后封头上加工有气孔，四块侧壁钢板、后封头和前端板之间为密封结构。本发明用于承压容器模拟试验。

摘要： 本发明提供了一种基于图像处理的超高速撞击碎片云建模及损伤评估方法，首先对碎片云图片进行降噪处理和碎片分割；之后将分割后的碎片云图片进行特征点提取和特征点匹配，以完成连续的两帧碎片云图片的碎片匹配；最后对匹配好的碎片进行运动轨迹建模，同时对比两组碎片云图像中碎片的特性，根据碎片特性评估后板的损伤情况。本发明可以充分利用图像处理技术获得的碎片信息，从而有效地评估碎片对后板的损伤情况，为超高速撞击航天器防护结构的改进提供更多的有效信息。

摘要： 本实用新型公开了一种防止观测超高速碰撞碎片云光学窗口损伤和沾污的装置，属于超高速碰撞碎片云测量技术领域，包括用于模拟试验环境的试验靶室，试验靶室包括观察室和与观察室连通的发射通道，观察室内设置有靶板，弹丸碰撞该靶板后产生碎片云；观察室的对侧布置有光学窗口；观察室内还设有用于防止溅射粒子损伤光学窗口的防护罩，以及用于连通试验靶室和真空室的排气口，排气口上设有快速阀。弹丸从发射通道发射进入观察室内，撞击靶板后产生碎片云，通过光学窗口对碎片云进行观察。通过光学窗口的防护罩可以对光学窗口进行防护，同时，通过排气口将试验结束后从发射管出来的烟尘和油雾排出。实现了防止光学窗口损伤和沾污的目的。