人类越来越频繁的空间活动,产生了越来越多的空间碎片,这些碎片的存在严重威胁着空间航天器的运行安全。多孔材料具有质量轻、结构比刚度高、隔热性能好等优点,在航天器结构中(如隔热结构等)有着越来越广泛的应用,多孔材料的空间碎片撞击毁伤与防护问题,对航天器的在轨安全运行越来越重要,针对这一问题,本文开展了多孔材料的空间碎片超高速撞击特性研究。针对多孔材料孔隙的分布、形状等特点,建立了一种多孔材料的立方单胞几何模型,通过单胞模型的排列组合,建立了多孔材料的几何模型,结合状态方程、强度模型、失效模型以及SPH算法,建立了多孔材料超高速撞击分析模型。通过对单胞模型进行不同的排列组合,研究了不同孔隙排布方式对多孔材料超高速撞击特性的影响。为验证所建立多孔材料超高速撞击分析模型的正确性,选取了一种典型的多孔材料—泡沫铝,进行了超高速撞击实验。通过比较实验和仿真中泡沫铝的穿孔区域直径,验证了所建立的多孔材料模型的正确性和有效性。此外,本文还进行了软质聚氨酯泡沫的超高速撞击实验,实验结果表明:软质聚氨酯泡沫作为填充物放置芳纶纤维编织布防护屏之间,能够有效地阻挡弹丸碎片云的撞击,从而有效地减轻了碎片云对纤维编织布的损坏。对于所建立的多孔材料超高速撞击分析模型,分析了孔隙尺寸对其超高速撞击特性的影响。结果表明在孔隙率相同的情况下,随着孔隙尺寸的增大,多孔材料和相同面密度下均质材料对弹丸动能吸收率的差值先增大后减小。此外,利用多孔材料超高速撞击分析模型,研究了材料参数、弹丸直径、弹丸速度对其超高速撞击特性的影响。仿真结果表明:密度对多孔材料吸收弹丸动能影响较大,切变模量与强度对其吸收弹丸动能几乎无影响;在弹丸直径不变的情况下,随着弹丸速度的增加,多孔材料对弹丸动能的吸收率降低;在弹丸速度不变的情况下,随着弹丸直径的增加,多孔材料对弹丸动能的吸收率降低。