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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
冲击破碎题目是带有破碎过程的高速冲击碰撞题目。冲击破碎仿真技术是航天器防护结构分析与弹丸侵彻分析的共同技术背景。本文开展了冲击破碎仿真技术研究，对传统的有限元方法（Finite Element Method, FEM）与光滑粒子流体动力学方法（Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH）进行了改进。应用改进的方法对航天器防护结构超高速碰撞题目与弹丸侵彻题目进行了分析，表明了本文方法的有效性和相对于传统方法的优势。为冲击破碎仿真提供了改进的技术途径。 仿真程序的开发与软件搭建是开展仿真方法研究的基础，本文采用对现有仿真软件进行二次开发和功能扩展的手段，以作为灵活性与开发周期的平衡。建立了集成调用的软件框架，使用自行开发的调度程序将LS-dyna求解器、LS-prepost前后处理器和自行开发的辅助求解器集成在统一的流程下，协作完成仿真。以此为基础从以下三个角度对传统仿真方法进行了改进。 首先，建立了节点分离有限元仿真方法。使用节点分离断裂机制替代了传统的侵蚀断裂机制。分析了大变形题目中有限元网格的畸变模式，用畸变侵蚀方法处理了网格畸变题目。建立了节点分离概念下的标量断裂和张量断裂分析方法，包括断裂机制和断裂准则的讨论。对节点分离方法引发的内接触失真题目进行了研究，提出了节点分离内接触方法。应用N. F. MOTT模型对材料内部的随机缺陷进行了建模。建立了集成调用框架下的节点分离有限元软件程序。应用节点分离有限元方法对单板、多板、多层网防护结构进行了仿真和实验对比，表明了该方法的有效性和快速性。应用泡沫铝分形等效建模理论于超高速碰撞题目，使用分形等效模型和节点分离方法对泡沫铝防护结构题目进行了仿真分析。此外还应用节点分离方法对含有流体介质的超高速碰撞题目和PELE（Penetrator with Enhanced Lateral Effect）侵彻破碎题目进行了仿真分析。第二，建立了SPH碎片分析方法，包括碎片识别和碎片统计两部分。通过引入有限元网格建立了SPH粒子之间的拓扑结构，利用这种结构快速地识别了SPH碎片云中的碎片。通过二值图技术将有限元表达的碎片云投影到二值图上，进而通过二值图上的碎片统计技术统计了碎片的信息。通过参数依赖性的讨论和实验验证表明了方法的可靠性和有效性。基于集成调用技术建立了碎片分析软件程序。应用SPH仿真方法和碎片分析技术对Iridium33和Cosmos2251卫星在轨碰撞解体事件进行了仿真分析。识别了碎片云中的大碎片，并统计了碎片数目、尺寸、位置、速度、质量等信息。结果分析表明大碎片的总质量、碎片云飞散角只与等效正撞击质量相关，与撞击点无关，小碎片也有相同的结论。通过短时轨道演化分析发现：考虑了小碎片时，碎片云的飞散角要远大于只考虑大碎片时的飞散角。在轨解体事件带来的实际影响比以往只基于大碎片的分析还要严重。基于卫星碰撞仿真分析的结论，提出了MDM（Mass Distribution Map）碰撞快速算法。基于这种算法以及观测大碎片的碎片合成动量角反解了撞击条件，推测了最可能的撞击部位。 第三，建立了有限元重构仿真方法。以粒子-形心重合模型贯穿始终，在每个迭代步包含了SPH积分、有限元重构和失效分析三个主要的步骤。对有限元重构中遇到的各种边界情况进行讨论，保证方法的可靠性。通过对SPH方法和有限元方法的理论分析，证明了有限元重构方法与有限元转换SPH方法的一致性。基于集成调用技术建立了有限元重构方法的软件程序。应用有限元重构方法对单板、多板和网结构超高速碰撞题目进行了仿真，分析了薄板撞击中的大碎片题目。基于有限元重构方法提出了防护结构弹道极限自动获取技术。分析了传统的人工弹道极限分析的关键步骤，并逐一讨论了其自动实现方法。通过模块化设计，可以将统计的弹道极限自动获取软件应用于不同类型的防护结构。应用有限元重构方法对PELE侵彻过程进行了分析，探讨了花瓣失效现象。基于理论公式推导和数值仿真补充建立了PELE轴向剩余速度和径向飞散速度的工程模型，可以用于PELE破碎性能的快速分析。 |
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发表于 2022-5-25 10:44:52
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