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原文传递适用于空间碎片防护结构的高性能材料优选方法

专利名称：	适用于空间碎片防护结构的高性能材料优选方法
摘要：	本发明公开了一种适用于空间碎片防护结构的高性能材料优选方法，包括以下步骤：a.选择防护材料，并查表得到该材料的雨果尼奥及热动力学参数，b.根据冲击压力准则、内能转化准则、最小厚度准则、动能吸收准则对防护材料进行筛选，得到优选材料。本发明中，通过深入分析超高速撞击作用下防护材料的防护机理，综合考虑防护材料力学和热动力力学特性，将防护材料的冲击压力、内能转化、最小厚度、动能吸收特性作为优选准则，结合能够定量表征防护材料波阻抗特性和热力学特性的性能系数模型，获得了适用于空间碎片防护结构的高性能材料优选方法，不仅可以实现对多种防护材料的优选，有效降低材料选择花费的试验成本，还可以为新型高性能防护材料的设计与制备提供理论指导。
专利类型：	发明专利
申请人：	北京卫星环境工程研究所
发明人：	武强;宋光明;李明;龚自正;张品亮;曹燕;田东波
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T03:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T15:00:00+0805
申请号：	CN202010004519.2
公开号：	CN111152941A
分类号：	B64G1/52;B64G1/22;G16C60/00;B;G;B64;G16;B64G;G16C;B64G1;G16C60;B64G1/52;B64G1/22;G16C60/00
申请人地址：	100094 北京市海淀区友谊路104号
主权项：	1.一种适用于空间碎片防护结构的高性能材料优选方法，其特征在于，包括以下步骤： a.选择防护材料，并查表得到该材料的雨果尼奥及热动力学参数； b.根据冲击压力准则和内能转化准则对防护材料进行初步筛选； c.通过性能系数模型对防护材料进一步优选； d.根据最小厚度准则对防护屏材料进行筛选，得到优选防护屏材料； e.根据动能吸收准则对填充层材料进行筛选，得到优选填充层材料； f.对优选的防护屏材料和填充层材料进行试验验证。 2.根据权利要求1所述的一种适用于空间碎片防护结构的高性能材料优选方法，其特征在于，所述b步骤中的冲击压力准则计算公式为：对于弹丸： P1＝ρ1Us1μp1 对于靶板： P2＝ρ2Us2μp2 弹丸与靶板对应的状态方程分别为： Us1＝C1+S1μp1 Us2＝C2+S2μp2 结合界面连续条件可得： P1＝ρ1(C1+S1μp1)μp1＝ρ1C1μp1+S1μp12 P2＝ρ2(C2+S2μp2)μp2＝ρ2C2μp2+S1μp22。 3.根据权利要求1所述的一种适用于空间碎片防护结构的高性能材料优选方法，其特征在于，所述b步骤中的内能转化准则为：由Hugoniot关系可得冲击压缩过程中材料产生的内能为： eH＝PH(v0-vH)/2 材料在等熵卸载到零压后释放的比内能：材料初始熔化所需的比内能： 4.根据权利要求1所述的一种适用于空间碎片防护结构的高性能材料优选方法，其特征在于，所述c步骤中的性能系数模型为 5.根据权利要求1所述的一种适用于空间碎片防护结构的高性能材料优选方法，其特征在于，所述d步骤中的最小厚度准则计算公式为： Top＝Tot+Tt+Tp 其中：联立的以上关系式可得： 6.根据权利要求1所述的一种适用于空间碎片防护结构的高性能材料优选方法，其特征在于，所述e步骤中的动能吸收准则计算公式为： w＝0.5σTεT＝0.5σT2/E。
所属类别：	发明专利