ANSYS超高速聚能碎片设计+图纸

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摘要针对空间碎片速度高的特点，在10km/s以上，设计出一种能够产生上述碎片的超高速聚能碎片发生装置，并对碎片形成过程进行模拟具有重要意义。

本课题具有鲜明的工程背景，基于占据式结构思想，设计了一种新型超高速聚能碎片发生装置，借助ANSYS/AUTODYN软件，建立了超高速聚能碎片发生装置二维模型，模拟了射流形成及剪断过程，研究了占据体对碎片形成过程的影响，获得了恰好剪断射流时占据体的轴向位置和径向位置。探究了药型罩锥角对碎片速度的影响，获得了碎片头部速度随药型罩锥角的变化规律；讨论了药型罩壁厚对碎片速度的影响，得到了碎片头部速度随药型罩壁厚的变化规律。分析了药型罩参数对碎片速度影响的原因。研究结果对设计实验室用超高速聚能碎片发生装置具有重要指导意义，也为超高速碎片的优化提供了一定参考。47991

毕业论文关键词聚能效应超高速碎片药型罩占据体射流

毕业设计说明书外文摘要

Title Desigh of Hypervelocity Shped Debris

Abstract

Space debris has a very high velocity, above 10km/s, an experienment to model debris impact test in labs is needed. So, it is meaningful to desigh a hypervelocity debris launcher and conduct a simulation experienment of debris.

This topic has distincive engineering background. Based on the idea of inhibitor, a novel hypervelocity debris launcher is desighed. By aid of ANSYS/AUTODYN, the two-dimension model of hypervelocity debris launcher is built. The forming process and cutting process of jet are modeled. The influence of inhibitor is researched, the optimal axial position and the radial position are obtained. The influence of taper angle on debric velocity is explored, and the change rule of tip velocity of the debric is gained. The wall thickness of shaped charge is discussed, and the change regulation of tip velocity of the jet is obtained. The reasons why tip velocity change with the parameter of the shaped charge are analyzed. This study is instructive to desigh a hypervelocity debris launcher used in labs, and can alse provide some references to the optimization of debris.

Keywords Cumulative effect, Hypervelocity debris, Shaped charge , Inbihitor， Jet

1 绪论 1

1.1 课题背景及研究意义 1

1.2 技术相关国内外研究现状 1

1.3 课题研究内容和拟采用的研究手段 3

2 总体结构方案设计 4

2.1 超高速聚能碎片发生装置的设计要求 4

2.2 理论基础 4

2.3 系统总体结构方案 12

2.4 部件结构方案 14

2.5 本章小结 15

3 占据式超高速碎片发生装置 16

3.1 模型建立 16

3.2 占据体有无对射流剪断的影响 18

3.3 占据体轴向位置对碎片形成的影响 19

3.4 占据体径向位置对碎片形成的影响 22

3.5 本章小结 23

4 药型罩参数对碎片速度的影响 25

4.1 药型罩锥角对碎片速度的影响 25

4.2 药型罩壁厚对碎片速度的影响 28

4.3 本章小结 29

结论 30

致谢 31

参考文献 32

附录 35

1 绪论

1.1 课题背景及研究意义

随着航天技术的发展，空间碎片的日益增多，空间飞行器的安全形式日益严峻。空间碎片质量在0.1g以上，速度在10km/s以上，这些不受控制的空间碎片对空间轨道上的飞行器产生冲击，多次碰撞后，会对空间飞行器的安全造成很大影响。为此我们应该对空间飞行器的防护做好充分地准备。设计超高速碎片产生装置，并对碎片进行地面模拟试验具有重要意义。