自感应混合层板结构超高速撞击监测研究

【作者】 于鑫飞； 束嘉俊； 严刚；

【机构】 南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室； 航天晨光股份有限公司；

【摘要】 针对在轨航天器结构面临的微流星体/轨道碎片(MMOD)超高速撞击问题,提出了一种具有自感应能力的铝/芳纶混合层板结构,可以对MMOD超高速撞击事件进行监测并识别相关损伤。首先将激光诱导石墨烯和碳纳米管薄膜作为感应层、芳纶纤维布作为防护层和绝缘层,与铝板共固化形成自感应混合层板。然后结合电学成像技术对MMOD超高速撞击进行监测,在超高速撞击前后向碳纳米管薄膜注入微小电流并收集相应的边界电压,由正则化电学成像反演算法重建超高速撞击损伤引起的感应层电导率变化,并提供可视化的损伤信息。对多个自感应混合层板结构进行了弹道超高速撞击模拟实验研究,结果表明,激光诱导石墨烯和碳纳米管薄膜都具有良好的传感性能,重建的电导率变化图像可以反映损伤的位置和近似大小,验证了所提出的自感应混合层板结构的有效性,为航天器结构MMOD超高速撞击监测提供了一种新的方法。更多还原