《線式爆炸分離過程的關鍵力學問題研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由盧芳雲擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：線式爆炸分離過程的關鍵力學問題研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：盧芳雲
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
線式爆炸分離裝置是實現太空飛行器級間分離、整流罩分離、有效載荷與運載工具分離等的關鍵元件，其可靠性甚至控制著發射任務的成敗。在工作過程中，分離裝置的主要構件均受到局部強動載作用，涉及非對稱結構的內爆動力學過程；對於起保護作用的保護罩,允許裂紋產生但不允許裂紋穩定傳播或出現由於裂紋傳播導致崩裂的情況；而對分離面，要求裂紋快速回響並能穩定傳播，實現可靠分離，這是強衝擊載入下彈塑性材料的動態斷裂問題。本研究針對典型柔性導爆索爆炸分離裝置，根據爆炸分離過程的特點，研究非對稱結構內部爆炸的能量分配，強動載下彈塑性材料的損傷機制，裂紋起裂、傳播和止裂等問題，並通過對分離面及保護罩材料的動態力學性能研究，獲得結構破壞機制與關鍵材料參數的聯繫，為分離裝置的結構設計和材料選型提供科學依據。本研究不僅對分離裝置的工程設計具有重要的指導意義，而且對力學中相關學科如爆炸力學和斷裂動力學的交叉與套用具有很好的促進作用。
結題摘要
分離裝置是航天發射運載系統不可或缺的重要組成部分，分離可靠性也是關乎發射成敗的直接因素。本項目針對如何科學、高效設計分離裝置的現實需求，研究柔爆索（MDF）線式爆炸分離過程中的爆炸能量分配、構件抗爆性能和彈塑性動態斷裂等關鍵力學問題。通過分離過程能量傳遞分析得到了影響爆炸分離過程中的能量分配規律；通過研究爆炸分離過程保護罩的抗爆性能分析了爆炸分離過程的環境安全性；通過研究分離板的彈塑性動態斷裂過程分析了爆炸分離過程的功能可靠性；進一步根據實際工程的需求，研究了分離碎片對飛行主體的安全性問題；基於分離過程機理分析得到了分離結構材料和結構的關鍵控制參數。 科學上，通過本項目研究探索並建立了系列分析方法，包括非對稱結構內爆過程能量分配理論分析和試驗驗證方法，結構內衝擊波傳播規律和損傷積累描述，含缺陷結構動態斷裂分析和試驗模擬方法等；揭示了非對稱結構內爆過程能量分配規律和結構破壞機理，以及滑移爆轟下分離板等效梁碎裂的力學機制。套用上，建立了無量綱參數對保護罩損傷和分離過程可靠性進行評估，獲得的能量分配規律、材料動態參數和結構損傷機制可以指導分離安全性設計；基於動態力學的理論、方法和結論，本質上提高了現有分離裝置設計的可靠性。 項目還初步構建了基於材料動、靜態力學性能參數和分離結構參數、考慮爆炸分離過程物理機制的線式爆炸分離裝置結構分析設計軟體，研究成果可以直接支撐航天運載系統爆炸分離裝置的工程設計。
