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航天器运行轨道存在大量的空间碎片,严重威胁航天器的安全在轨运行,需要在航天器表面增加防护结构。纤维织物具有高强度、高模量、抗冲击性能优异,以及可柔性折叠、展开体积比大等特点,在太空中可以展开形成多屏大间距的防护结构。因此,在空间碎片防护方面,纤维织物具有很好的应用前景。空间碎片与航天器防护结构超高速碰撞(Hypervelocity Impact,HVI)过程中,由于撞击区域受到极高的冲击压力,发生能量转化并产生急剧温升,且碎片云会由于温度升高发生相变等现象,导致其侵彻能力发生变化,从而影响防护结构的防护性能。超高速碰撞过程中的热-力学特性研究具有重要意义,可为防护结构的设计提供参考依据。本文开展了纤维织物超高速碰撞热-力学特性研究,主要包括以下工作:1)针对纤维织物的结构特性,建立其超高速碰撞热-力学特性仿真分析模型。首先从纤维织物的纱线编织结构出发,建立编织纱线细观单胞几何模型。其次,确定了纤维织物本构模型、状态方程以及失效准则,结合FEM-SPH耦合方法,建立了纤维织物超高速碰撞热-力学仿真分析模型并进行仿真计算。然后,将计算结果与文献实验结果进行比较,两者结果吻合度较好,验证了本文所建立仿真模型的正确性。2)利用上述所建立的仿真模型,进行了纤维模量及熔点等材料属性对纤维织物碰撞特性的影响分析。通过对纤维织物防护屏的超高速碰撞热-力学特性,包括温度、应力、穿孔直径、弹丸动能吸收率等热-力学特性表征参数的比较,得到了纤维模量及熔点对碰撞特性的影响规律,结果表明:碰撞区域的应力及温度随着熔点和模量的升高而升高。高模量纤维及高熔点纤维相较于低模量低熔点纤维具有更好的防护性能。3)针对纤维织物的结构特点,进行了织物厚度、纤维截面积等结构参数对其碰撞特性的影响分析,并分析了不同厚度织物与不同碰撞角度弹丸的碰撞特性及防护性能。结果表明:厚度较小的纤维织物具有更高的防护效率;对于碰撞角度更大的弹丸,纤维织物具有更好的防护效果;纤维截面积越小,防护性能越好。