再入气动环境类电池帆板材料微观响应变形行为分子动力学模拟研究

摘要：

针对服役期满大型航天器无控飞行轨道衰降再入大气层解体过程及落区难以提前预测,再入解体后生成的碎片可能造成地面危害等问题,采用分子动力学模拟方法,选取MEAM势函数,构建了碳元素质量分数0.215％的含碳钢分子动力学模型,计算了不同温度下材料的平衡态晶格常数,并通过晶格常数与温度的关系,计算了模型的线膨胀系数,验证了MEAM势函数在所建立的仿真模拟系统合理性;使用经过验证的分子动力学模型与MEAM势函数,模拟了钢制平板在Ma∞=8.37,Kn∞=0.01,γ=1.4的高超声速再入气动环境中,通过结构动态热力响应变形行为有限元算法计算出的部分状态下材料微观演化行为,初步证明了分子动力学模拟方法在服役期满大型航天器再入大气层解体过程的分析仿真计算中的作用,为实现分子动力学方法同动态热力响应有限元算法的耦合奠定了基础.

关键词：大型航天器、太阳电池帆板、再入解体、分子动力学、含碳钢材料、微观响应、变形行为、统计模拟

所属期刊栏目：26

分类号：V415.4(基础理论及试验)

资助基金：国家自然科学基金项目;国家重点基础研究发展计划;中央高校基本科研业务费专项资金

在线出版日期：2020-09-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：459-468