球形弹丸超高速碰撞破碎特性

讨论超高速碰撞数值模拟方法,用ANSYS/AUTODYN程序的SPH方法对球形弹丸超高速撞击时弹丸破碎、碎片云形成过程进行数值模拟并与实验结果比较,验证计算方法及模型参数的正确性。在此基础上研究钨合金、轧制均质装甲(Rolled Homogeneous Armor,RHA)两种材料球形弹丸破碎的临界速度随比值(ts/dp,ts为靶板厚,dp为弹丸直径)的变化规律,给出两种材料超高速碰撞时应变率及平均碎片尺寸随撞击速度的变化曲线以及碎片质量分布规律。     

纤维织物FEM-SPH耦合单胞模型及超高速碰撞特性

目前,对纤维织物超高速碰撞过程中的变形、断裂、破碎等力学行为已有较广泛的研究,但对碰撞过程中纱线间接触问题的分析尚未见公开文献报道。考虑纱线间的相互作用,建立了纤维织物的FEM-SPH耦合单胞模型,该模型不仅能够进行纤维织物超高速碰撞过程中的穿孔断裂、破碎、碎片云扩展等损伤行为分析,还能够进行纱线间的接触作用过程分析。结果表明,该模型分析结果与试验结果具有较好的一致性。      

圆柱形长杆超高速正碰撞薄板结构破碎效应

超高速碰撞多层板结构破碎效应研究对空间碎片防护及动能武器毁伤效应研究有着重要意义。采用ANSYS/AUTODYN程序的SPH方法,对超高速碰撞碎片云的形成过程进行了数值模拟,某典型时刻一次及二次碎片云形貌的数值模拟结果与实验结果吻合较好,验证了计算方法和模型参数的正确性。在此基础上采用数值模拟方法,对钨合金、轧制均质装甲(Rolled Homogeneous Armor,RHA)及LY12铝三种材料的圆柱形弹体超高速碰撞薄板的破碎规律进行了研究,基于量纲分析方法得出了弹体破碎长度随弹靶材料特性、弹靶尺寸及初始撞击速度变化的关系式。并研究了钨合金及RHA两种材料的长杆弹对八层RHA板结构的超高速碰撞效应。     

航天器结构材料高速碰撞能力的评价

研究了ＬＹ１２－Ｍ、ＬＦ６、ＴＡ６、３０ＣｒＭｎＳｉ－Ｍ、３０ＣｒＭｎＳｉ－Ｔ受２．６－７ｋｍ／ｓ高速弹丸ＧＣｒ１５碰撞时形成的弹坑体积和弹丸动能之间的线性关系。提出了用材料密度与布氏荼为评价材料抗高速碰撞能力的标准。     

微小碎片超高速撞击太阳电池阵的研究进展

概述了空间环境下微小碎片超高速撞击太阳电池阵的影响,不仅对太阳电池阵造成机械损伤,还诱发持久电弧放电,对其寿命和可靠性形成威胁。详细介绍了日本、欧洲、中国等一些国家在本领域的研究状态、研究特点,对实验中涉及的对瞬态等离子体诊断和等离子体诱发二次放电进行了重点介绍。提出了加快我国空间碎片超高速撞击特性研究的建议,这也是做好卫星太阳电池阵防护的重要途径。     

辅助PECVD的磁场模拟计算与分析

本文介绍了磁场辅助PECVD工作原理,磁场对沉积薄膜的影响。通过对PECVD中磁场对带电粒子的约束作用、等离子体能量转换频率分析,建立辅助磁场模型并进行数值计算。在现有辅助磁场基础上改进设计适用于PECVD设备的螺线管磁场系统,得到不同物理条件下磁场分布规律。进而确定螺线管结构参数得到均匀分布的磁场,为辅助PECVD磁场的应用提供了一种方法。     

真空环境下空间碎片超高速撞击试验研究

本文介绍了空间碎片的超高速发射技术及微小碎片的地面模拟试验.我国首次在真空环境下将激光驱动飞片技术应用到空间碎片的研究中.利用13.5 J的激光能量将厚60μm,直径φ2 mm的铝碎片驱动出去,速度可达3.2 km/s,并完成了微小碎片对航天器温控涂层和蜂窝板的损伤试验.     

航天器结构材料抗高速碰撞能力的评价

研究了LY12－M、LF6、TA6、30CrMnSi-M、30CrMrSi-T受2.6～7km／s高速弹丸GCr15碰撞形成的弹坑体积和弹丸动能之间的线性关系。提出了用材料密度与布氏硬度（ρ.HB）作为评价材料抗高速碰撞能力的标准。材料的ρ.HB值越大，其抗高速碰撞能力越强。在同时考虑抗高速碰撞性能和量要求时选择作为航天器结构材料的优劣次序是TA6、LF6、LY12－M、30CrMnSi－T、30CrMnSi－M。     

浅析船舶碰撞产生的原因及其预防措施

船舶碰撞事故是对船舶、货物及人员生命安全威胁较大的海损事故之一。近几年,我国水上安全事故呈显著上升趋势。尤其是在我省这样弯曲、航宽较窄的航道条件下对驶或追越,稍有不慎,便有发生碰撞的可能。因此,探讨船舶碰撞产生的原因及其预防措施对减少事故及其损失,促进水运生产的发展是十分必要的。     

磁镜场约束中粒子运动的数值计算

由单粒子轨道理论,从分析磁镜场中荷电粒子的受力情况出发,应用计算机数值求解方法模拟了磁镜场中荷电粒子的运动情况.结果表明:与经典的理论分析结果不同,当荷电粒子的起始位置与磁轴的距离不等于其拉摩尔半径时,荷电粒子在平行磁轴方向和垂直磁轴平面中的速度分量存在着周期性变化,其周期为荷电粒子的拉摩尔周期;同时其损失锥的临界角随着荷电粒子起始位置与磁轴的距离的增大而略有减小.     

Preliminary study on sustained arc due to plasma excited by hypervelocity impact of space debris on the solar array coupon

Recently, solar array has become higher in potential and larger in capacitance. Therefore, possibility of collision between space debris and enlarged solar array has been pointed out. Many debris and dust impacts were confirmed on fuselage of the retrieved satellite space flyer unit (SFU) and solar array paddle of satellite Eureca. If space debris collides with the solar array of an orbiting satellite, it may cause generation of high-density plasma by debris impact-induced dielectric breakdown of satellite component and the phenomenon called discharge. This discharge short circuits the solar array and current will not flow into pay load of the satellite. And the very worst event by this discharge is the operational end of the satellite. However, any events of discharge phenomenon by debris impact cannot be yet confirmed. But we cannot ignore such possibility of discharge by debris impact. The purpose of the present paper is to investigate discharge condition due to debris impact which yields us reduction of electric power of solar array, and to reduce influence of the impact on satellite missions. In this study, a solar array coupon was tested under hypervelocity impact in which a projectile was launched by a two-stage light gas gun installed in Kyushu Institute of Technology (KIT). As a result, we verified discharge event in the hypervelocity impact ground test.     

有开放约束磁场磁控溅射系统等离子体引出

在磁控溅射系统阴极靶施加同轴可调约束磁场显著改善了系统放电特性。研究了在Ar气放电系统伏安特性随不同的气压、溅射电压变化规律。采用同轴平面探针诊断距阴极 60mm、1 1 0mm和 2 30mm三个不同位置收集电流密度 ,负偏压 1 50V。实验结果表明存在不同的开放约束磁场和气压下放电特性符合I∝Vn(n≈ 1 2～ 1 5) ,开放约束磁场降低了系统的放电电压 ,增强了等离子体的引出效果 ,提高了系统在较低真空度的放电稳定性。轴向开放约束磁场显著提高了收集电流密度 ,离子收集通量在距阴极 2 30mm的位置达到 9 5mA/cm2 。收集电流密度达到饱和值后不再受轴向开放约束磁场强度和工作电流的影响。根据磁流体理论讨论了引起系统中伏安放电特性的变化原因。     

诱导磁场对化学沉积Co-Ni-P薄膜磁性能的影响

采用化学湿法沉积技术制备了CoNiP磁性薄膜,研究了施镀过程中的诱导磁场对CoNiP薄膜磁性能和结构的影响。研究结果表明,随着施加诱导场强度的增加,CoNiP薄膜的矫顽力先增加,然后减小;当磁场强度为1300 Oe时,薄膜的矫顽力达到了751.7 Oe,比未施加磁场时提高了约28%。X射线衍射结果表明,Co-N-i P薄膜晶粒沿磁场方向生长,其c轴沿薄膜的轴向形成了很强的Co(002)织构。扫描电子显微镜表面形貌观察表明,随着磁场强度的增加,胞状颗粒逐渐增多,晶粒尺寸变小,颗粒之间结合紧密。诱导磁场对CoNiP薄膜的磁性能有良好的促进作用,这为进一步开发高性能的磁电传感器奠定了一定基础。     

脉冲磁场传感器的时域标定

针对脉冲磁场测量的要求，对传感器的时域标定问题进行了研究，组建基于高压脉冲源，ＴＥＭ传输室，数字存贮示波器及计算机的时域标定系统，提出了基于输出误差模型的时域定数据处理方法，利用该模型可方便地获得的传感器的灵敏度，转折频率等参数，成功地利用所建立的误差修正模型对传感器造成的测量失真进行了恢复。     

不同非平衡度磁场环境中溅射等离子体的诊断与分析

采用Langmuir探针对两种不同非平衡度磁场环境中(K值分别为2.78和6.41)的溅射等离子体进行诊断,并使用高斯仪测量靶材表面的磁感应强度,结合靶材表面磁场分布的Ansys软件模拟,分析了等离子体在非平衡磁场环境中的运动规律。结果表明:磁控阴极内侧(靶材表面中部)的溅射等离子体主要参数(离子密度、电子密度及电子温度)在两种不同非平衡度磁场中都具有随靶基距增大而逐渐减小的趋势,大量带电粒子从磁控阴极外端向远离靶材表面的区域运动;K为2.78时的等离子体参数在靶材表面的刻蚀环正上方60 mm范围内明显高于K为6.41时,前者靶材表面的磁感应强度大于后者;向外发散的磁力线数量随K值的增大而增多。     

自由电子激光器的平面脉冲微型摇摆器磁场误差分析

建立了平面脉冲微型摇摆器磁场分布误差分析的数理模型，采用数值模拟方法，分析计算了微型摇摆器几何尺寸误差对遥摆器磁场分布轨迹的影响，其结果将为平面脉冲微型摇摆器的工程设计提供可靠的理论依据。     

磁场对聚酯圆筒内表面C2H2等离子体处理的影响研究

研究了不同磁场约束条件下C2H2射频放电对PET圆筒内表面性能的影响规律。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对不同等离子体条件下处理的聚酯样品表面进行了分析。并且通过接触角测试仪对沿聚酯圆筒轴线方向上不同区域的含氢碳薄膜表面的润湿行为进行了分析。结果表明,有外部磁场约束时乙炔等离子体处理后样品表面膜层中氢含量较高,且碳原子主要以sp3组态互相键合。反应气压较高时,改性后的表面润湿性分布均匀。在反应气压较低时,改性后内表面的润湿性在轴向方向上分布不均匀,磁场的加入可以有效提高表面处理的均匀性。同时外部磁场的引入也增加了改性后膜层性能的稳定性。     

Effect of Magnetic Field on Properties and Element Distribution of Ni-Based WC Composite Coatings

The Ni-based WC coatings enhanced by WC particle were fabricated on FV520B by plasma cladding device. The influence of magnetic force on the microstructure and performance of the coating was investigated. If the magnetic field does not exist, the microstructure of coating is a cluster of block-shaped structures; it is observably different from the dendritic and crumbling snowflake-like structures formed under transverse and longitudinal magnetic fields. The WC particles were distributed at the grain boundary. With the effect of longitudinal magnetic field, wear resistance and erosion resistance of coatings improved markedly. When axial magnetic field intensity came to 38 mT, the microhardness of coatings reached a maximum value, 720 HV0.2. Electron probe microanalyzer (EPMA) indicates the metallurgical combination at the interface and element interdiffusion happened between the coating and substrate.