高超声速火箭橇刨削效应仿真与验证研究

作     者：夏洪利 刘振 闫华东 赵项伟 孟鑫 XIA Hongli;LIU Zhen;YAN Huadong;ZHAO Xiangwei;MENG Xin

作者机构：西安交通大学航天航空学院710049 中国兵器工业试验测试研究院陕西华阴714200 

出 版 物：《西安交通大学学报》 (Journal of Xi'an Jiaotong University)

年 卷 期：2023年第57卷第4期

页      面：71-79页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52075417) 

主　　题：火箭橇 刨削效应 物质点法 火箭橇在轨试验 

摘      要：为形成具有高置信度水平的火箭橇试验刨削效应分析能力,基于真实的在轨试验刨削数据,开展了高超声速火箭橇刨削效应仿真与验证研究。首先,通过分析火箭橇在轨试验真实刨削数据,获取了典型刨削现象的参数描述;通过化学成分和金相显微组织检测,实现了基于绝热剪切理论的刨削机理闭环验证。然后,利用静态拉伸试验和高温双同步Hopkinson杆试验,获取了Johnson-Cook本构模型参数。最后,使用物质点分析方法,开展了火箭橇垂向速度分别为1.75、2.00和2.25 m/s的3种工况刨削效应仿真,得到了与真实试验刨削形貌基本一致的仿真结果。仿真结果与在轨试验真实数据对比显示,当滑靴垂向速度为2 m/s时,刨削坑长度、深度实验和仿真偏差分别为1.8%、-3.9%,均未超过5%,达到了较高的一致性,验证了物质点方法分析刨削的适用性。该方法和参数取值可以作为后续高超声速火箭橇试验试前刨削安全性评估的参考。