高熵合金防护结构的超高速撞击数值模拟研究

尹云飞 杨秋足 郭家傲 李志强

尹云飞, 杨秋足, 郭家傲, 李志强. 高熵合金防护结构的超高速撞击数值模拟研究[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20251275
引用本文: 尹云飞, 杨秋足, 郭家傲, 李志强. 高熵合金防护结构的超高速撞击数值模拟研究[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20251275
YIN Yunfei, YANG Qiuzu, GUO Jiaao, LI Zhiqiang. Numerical Simulation Study on Hypervelocity Impact of High-Entropy Alloy Protective Structure[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20251275
Citation: YIN Yunfei, YANG Qiuzu, GUO Jiaao, LI Zhiqiang. Numerical Simulation Study on Hypervelocity Impact of High-Entropy Alloy Protective Structure[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20251275

高熵合金防护结构的超高速撞击数值模拟研究

doi: 10.11858/gywlxb.20251275

Numerical Simulation Study on Hypervelocity Impact of High-Entropy Alloy Protective Structure

  • 摘要: 空间碎片问题是当今空间环境保护领域最紧迫的问题。目前的航天器防护结构多数为Whipple结构,但主体缓冲屏材料多用铝合金材料。基于AUTODYN软件的光滑粒子流体动力学(SPH)法,模拟研究了球形弹丸超高速撞击高熵合金防护结构,分析了不同工况下碎片云数量、质量和动量等特性,探讨了撞击速度以及结构厚度与弹丸直径之比(t/D)对高熵合金防护结构超高速撞击特性的影响。结果表明,在相同撞击条件下,高熵合金防护结构产生的碎片云特性显著区别于铝合金防护结构:碎片总量增加约 51.86%;低质量碎片数量增加约 79.56%,高质量碎片数量减少;沿撞击方向碎片云的最大动量低于铝合金结构的 75%(多种弹丸直径下均成立)。影响因素分析表明:碎片云膨胀程度主要受撞击速度控制(速度越大,膨胀越快),受t/D的影响较小;而危险碎片(大质量/高动能)的质量和动能则主要受t/D影响(比值越高,影响越大)。研究结果为高熵合金在新一代航天器防护结构中的工程应用提供了理论支持和参考。

     

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  • 网络出版日期:  2026-01-21

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