[發明專利]適用于空間碎片防護結構的高性能材料優選方法

有效

• 申請號: 202010004519.2
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111152941B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 武強;宋光明;李明;龔自正;張品亮;曹燕;田東波
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: B64G1/52
• 分類號: B64G1/52;B64G1/22;G16C60/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.適用于空間碎片防護結構的高性能材料優選方法，其特征在于，包括以下步驟：

a.選擇防護材料，并查表得到該材料的雨果尼奧及熱動力學參數；

b.根據沖擊壓力準則和內能轉化準則對防護材料進行初步篩選；

c.通過性能系數模型對防護材料進一步優選；

d.根據最小厚度準則對防護屏材料進行篩選，得到優選防護屏材料；

e.根據動能吸收準則對填充層材料進行篩選，得到優選填充層材料；

f.對優選的防護屏材料和填充層材料進行試驗驗證；

其中所述b步驟中的沖擊壓力準則計算公式為：

對于彈丸：

P₁＝ρ₁U_s1μ_p1

對于靶板：

P₂＝ρ₂U_s2μ_p2

彈丸與靶板對應的狀態方程分別為：

U_s1＝C₁+S₁μ_p1

U_s2＝C₂+S₂μ_p2

結合界面連續條件可得：

P₁＝ρ₁(C₁+S₁μ_p1)μ_p1＝ρ₁C₁μ_p1+S₁μ_p1²

P₂＝ρ₂(C₂+S₂μ_p2)μ_p2＝ρ₂C₂μ_p2+S₁μ_p2²；

所述b步驟中的內能轉化準則為：

由Hugoniot關系可得沖擊壓縮過程中材料產生的內能為：

e_H＝P_H(v₀-v_H)/2

材料在等熵卸載到零壓后釋放的比內能：

材料初始熔化所需的比內能：

所述d步驟中的最小厚度準則計算公式為：

T_op＝T_ot+T_t+T_p

其中：

聯立的以上關系式可得：

其中：L_p為彈丸直徑，L_t為防護屏材料厚度，U_p為彈丸中沖擊波速度，U_t為防護屏材料中沖擊波波速，ρ_t為防護屏材料沖擊波后密度，ρ_ot為防護屏材料初始密度，ρ_p為彈丸材料沖擊波后密度，ρ_op為防護屏材料初始密度，C_t為防護屏材料聲速，C_p為彈丸材料聲速。

2.根據權利要求1所述的適用于空間碎片防護結構的高性能材料優選方法，其特征在于，所述c步驟中的性能系數模型為

3.根據權利要求1所述的適用于空間碎片防護結構的高性能材料優選方法，其特征在于，所述e步驟中的動能吸收準則計算公式為：

w＝0.5σ_Tε_T＝0.5σ_T²/E。