金属桁架增强陶瓷复合装甲抗弹性能研究

为了提高传统层叠金属陶瓷复合装甲的抗弹能力,提出一种由金属桁架结构、陶瓷、环氧树脂胶结剂、金属面板、背板所组成的新型复合装甲结构。应用LS-DYNA软件分析了该型复合靶板在不同位置受钢质弹丸侵彻时的抗弹性能,并与相同厚度的传统层叠金属陶瓷复合靶板对比分析。结果表明:金属桁架结构具有良好的吸收冲击能量的特性,环氧树脂配合金属桁架结构对陶瓷棒有支撑约束与结构限制的作用,大幅度提高了该型复合装甲的抗弹性能。

金属结构航天器陨落过程三维瞬态传热有限元算法研究

构建金属桁架结构航天器陨落再入气动热环境有限元传热模型,是准确预测在轨服役期满大型航天器陨落再入解体过程温度分布的关键。本文采用四节点四面体单元对空间进行离散,依据泛函理论,将传热控制方程离散为代数方程组;利用有限单元法总体合成得到具有对称正定、高度稀疏和非0元素分布的规则性刚度矩阵,发展一维变带宽压缩存贮技术,有效解决大型稀疏矩阵的数据存贮问题;为有效抑制求解过程出现的温度在时间和空间上的振荡问题,发展集中热容矩阵系数处理方法,将热容矩阵的同行或同列元素相加代替对角线元素,使非对角线元素化为0,构造求解三维瞬态温度场的两点向后差分格式、Crank-Nicolson格式和Galerkin格式。通过对正方体瞬态传热计算验证分析,在相同条件下,采用以上三种格式均可获得一致稳定的温度解,并得到与现有ANSYS有限元软件较为吻合的计算结果,验证了所建立三维瞬态传热有限元计算模型的准确可靠性。在此基础上,对铝合金低轨航天器薄壳结构进行了传热计算,给出了类天宫飞行器两舱体陨落飞行107.5 km～90 km不同高度的瞬态温度分布,为这类寿命末期航天器陨落再入解体预报提供理论支撑与可计算模型。

多功能金属微型桁架制造技术

介绍了金属微型桁架结构芯子现有的几种制造方法,研究了金属微型桁架结构芯子的结构特点和应用前景,指出金属微型桁架结构芯子的多功能特性可以使其很有希望成为传统网格金属芯子的替代品,并且金属微型桁架芯子是可以通过一种经济而高效的方法进行制造。