摘要：地面超高速模拟实验是研究微小空间碎片撞击效应最经济和最有效的手段。目前的空间碎片生成装置安全性较低,无法在实验室内使用。为了在实验室模拟空间超高速碎片,研究设计了带防护壳体的占据式聚能装药空间碎片生成装置。根据数值模拟结果,加工制作了实验装置,通过试验测得截取的射流头部速度为10.52km/s、10.62 km/s,与利用AUTODYN软件模拟得到的射流头部速度11.385 km/s基本吻合。装置的保护外壳较为完整,实现了在实验室中模拟空间超高速碎片。

摘要：落石碰撞损伤破碎和碎片速度对落石运动轨迹准确预测至关重要。为揭示碰撞损伤破碎和碎片速度,采用结晶法及三维离散元建模,针对球板碰撞室内试验,开展球砾碰撞损伤破碎三维离散元模拟。模拟结果表明,球砾损伤破碎模式与室内试验完全吻合;较高碰撞速度使球砾内部产生径向宏观裂纹和二级宏观裂纹,将球砾破碎成较小块体;二级环向裂纹源于橘子状碎片进一步压缩。径向宏观裂纹的产生导致裂纹数显著增加;基于裂纹数的损伤率随碰撞速度的增加呈3个不同阶段,接触力同样受损伤破碎显著影响;球砾碰撞破碎会产生高速碎片,碎片速度可高达碰撞速度的3.2倍,以等效粒径小于0.11的小碎片为主;碰后碎片速度方向随碰撞速度发生显著变化,变化与球砾碰撞破碎模式相对应。