Coupled finite element-discrete element method (FEM/DEM) for modelling hypervelocity impacts

超高速 射弹 弹道极限 有限元法 空间碎片 航天器 碎片 护盾 护盾 参数统计 离散元法 穿孔 航空航天工程 机械 材料科学 地质学 结构工程 物理 工程类 复合材料 数学 冲孔 海洋学 热力学 统计 冶金 岩石学
作者
Rannveig Marie Færgestad,Jens Kristian Holmen,T. Berstad,Tiziana Cardone,Kevin A. Ford,Tore Børvik
出处
期刊:Acta Astronautica [Elsevier BV]
卷期号:203: 296-307 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.actaastro.2022.11.026
摘要

Hypervelocity impacts (HVIs) from orbital debris are an increasing threat to current and future missions in low Earth orbit, making spacecraft shielding vital for future space exploration efforts. A debris shield is a sacrificial plate that shatters an impactor into a cloud of particles, distributing the momentum of the impactor over a large area, thus preventing it from perforating the spacecraft. In this study, HVIs on debris shields were modelled in LS-DYNA using a coupled finite element-discrete element method (FEM/DEM), where failed solid elements are converted into discrete particles. The results are compared to experimental data with systematic variation of test configurations from literature for validation. Normal impacts by projectiles with diameters below 1 cm and impact velocities of 6.7 km/s were simulated to study the formation of debris clouds after perforation of a thin plate. Material data for aluminium alloy AA6061-T6 was used in both the target and the projectile. The FEM/DEM method was able to predict the shape of the debris cloud as a function of shield thickness, and a parametric study was performed to investigate the sensitivity of key model parameters. Ballistic limit curves were then determined for velocities from 1 to 14 km/s for a dual-wall Whipple shield and a corresponding monolithic configuration of equal areal mass. Again, the predictions from the FEM/DEM method were close to the results from literature.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
在水一方应助咕咚咕咚采纳,获得10
1秒前
0飝0完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI6.4应助自然白猫采纳,获得10
2秒前
Zon完成签到,获得积分10
3秒前
慕迎蕾发布了新的文献求助10
3秒前
当里个当完成签到,获得积分10
3秒前
蓝天发布了新的文献求助10
4秒前
jiajiajai完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
skyler发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
Zon发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
伍书墨发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
Ava应助水123采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
自觉平灵发布了新的文献求助30
11秒前
hui发布了新的文献求助10
12秒前
广阔天地完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
tiptip应助醉熏的钻石采纳,获得10
13秒前
14秒前
黄紫红完成签到 ,获得积分10
14秒前
bkagyin应助oreo采纳,获得10
14秒前
16秒前
啦啦发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
李健的小迷弟应助了了采纳,获得10
17秒前
Hello_Alina完成签到,获得积分10
17秒前
cldg完成签到,获得积分10
17秒前
无极微光应助随便采纳,获得20
17秒前
wang完成签到,获得积分10
18秒前
Hello应助只如初采纳,获得10
18秒前
时来运转发布了新的文献求助10
19秒前
深情安青应助LMH采纳,获得10
20秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Reading and Understanding Health Research 500
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7251489
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8873953
关于积分的说明 18730453
捐赠科研通 6931297
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3199462
关于科研通互助平台的介绍 2374329
邀请新用户注册赠送积分活动 2174035