三维四向编织结构复合材料剪切模量的研究

根据反对称四点弯曲原理,自制了一套用于测试编织复合材料剪切模量的夹具,并通过实验得到了三维四向碳／环氧编织复合材料剪切模量．将实验结果与理论计算进行了对比,两者吻合较好．     

二次碎片云超高速撞击声发射源时序特性

空间碎片击穿防护屏产生二次碎片云撞击密封舱舱壁形成大量点状声发射源,这些点状声发射源的集合构成了二次碎片云超高速撞击声发射源。为探究其时序特性,通过引入Corvonato二次碎片云模型,分析了点状声发射源的产生时序及其所发信号的传播时序,提出了"时序最速点"概念用于表征此类声发射源;分析了时序最速点、撞击中心和传感器三者间的相对位置关系,在此基础上提出了时序最速环概念,并通过试验证明了时序最速环概念。结论对发展二次碎片云超高速撞击声发射源定位技术具有重要意义。     

基于HHT变换的声发射源平面定位方法

为了应对空间碎片的威胁,研制了一种基于声发射技术的用于实时监测空间碎片撞击航天器的在轨感知系统。对平面声发射源精确定位技术提出了需求。声发射信号属于非平稳随机信号,传统的小波变换无法充分获得其中携带的信息。利用HHT技术分析声发射信号波形,改进了AO模态到达时刻的确定算法,提高了线定位精度。在此基础上,将平面定位问题转化为求取函数最小值的优化问题,并利用单纯形法进行求解。在铝合金板上对铅芯折断波源进行了定位试验,结果表明,相对于小波变换,HHT更适于分析声发射信号;改进后的线定位方法和双时标法可有效应用于各向同性板的定位问题。研究结果为空间碎片在轨感知系统的研制提供了参考。     

载人航天器密封舱结构超高速撞击易损性

载人航天器密封舱是载人航天任务航天员在轨安全工作和生活的重要保障,为掌握载人航天器密封舱防护结构易损特性、准确获取密封舱防护结构易损性模型,基于二级轻气炮,开展了某载人航天器玄武岩/芳纶纤维填充式防护结构试验件撞击试验,获取了3类防护结构试验件撞击极限直径,完成了防护屏、填充层和舱壁结构撞击损伤特性分析,结果表明,相同撞击速度下,防护屏穿孔孔径与弹丸直径正相关,玄武岩/芳纶纤维填充层对弹丸和碎片云有较强破碎作用和能量分散作用,降低对密封舱结构损伤,沿主撞击方向碎片云能量是引起舱壁结构花瓣形裂纹穿孔的主要因素。针对试验数据,采用遗传算法和多元线性/非线性回归方法对NASA Christiansen方程、W-S穿孔方程进行修正,提升了预示精度,其中总体预测率从59.1%提升到100%,安全预测率从81.8%提升到100%,准确建立了适用于中国某大型载人航天器玄武岩/芳纶纤维填充式防护结构的撞击极限经验方程和穿孔经验方程等两类易损性模型,为在轨任务风险工程评估提供依据和奠定基础。