张凯
- 作品数：13 被引量：51H指数：5
- 供职机构：哈尔滨工业大学航天学院更多>>
- 发文基金：国家空间碎片专题研究基金国家自然科学基金空间碎片专项基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术理学建筑科学一般工业技术更多>>
- 碎片云撞击声发射信号能量特征小波包分析被引量：7
- 2012年
- 利用小波包分析技术对碎片云撞击载荷作用下铝合金板声发射信号的能量分布特征进行了研究。介绍了碎片云撞击信号的获取方案及撞击引起的损伤情况;对获取的声发射信号进行小波包分析,得到了信号在频率带上能量分布特征图。讨论了碎片云撞击损伤特征与声发射信号能量分布的关系。分析结果显示,对于相同质量的弹丸,随着其破碎程度的提高,形成的碎片云对后板的损伤程度减少;弹丸具有的初始速度越大,弹丸破碎越完全,碎片云撞击声发射信号中的能量越小;当弹丸破碎程度低时,碎片云撞击引起的声发射信号能量集中在约488 kHz以下;弹丸破碎程度越高,信号中488 kHz以上的能量所占总能量的比例越大。
- 张凯庞宝君林敏
- 关键词：声发射信号小波包分析
- 加筋板中超高速撞击声发射源定位方法被引量：1
- 2011年
- 加筋板是航天器上的常用结构。为研制基于声发射技术的在轨感知系统,需要研究加筋板中声发射波传播规律及撞击源定位方法。文章测定了断铅信号在加筋板中的传播速度,对沿不同方向传播的波速进行了比较;通过有限元仿真,研究了筋体几何尺寸对板中声发射信号传播规律的影响。试验与仿真的结果表明:筋体对信号压缩波波速影响较小,但会造成信号第一幅值的衰减,在传感器布局设计时需要考虑到该因素。将加筋板中声发射信号传播速度取为沿不同方向传播波速的平均值,可将源定位问题转化成求取函数最小值的优化问题,在加筋板上对断铅波源和超高速撞击波源进行定位效果较好。
- 庞宝君张凯刘武刚林敏
- 关键词：声发射加筋板超高速撞击
- 非合作目标自主交会的开关控制被引量：2
- 2017年
- 针对面向非合作目标的航天器相对轨道动力学系统,研究了基于视线制导的开关控制问题。详细推导了视线相对运动模型,并定性分析了重力差项。基于相平面法,分别独立设计了横向和纵向相对运动通道的开关曲线控制算法。针对横向控制,基于比例导引律设计了开关曲线,并利用李雅普诺夫方法给出了稳定性证明。针对纵向控制,采用双开关曲线,并给出了一种相应的设计方法。数值仿真分析验证了所提出的开关控制方法的有效性。
- 张凯段广仁
- 关键词：自主交会非合作目标开关控制
- 机械系统的快速有限时间跟踪控制及其在航天器交会中的应用（英文）被引量：5
- 2019年
- 针对一类具有匹配干扰的二阶机械系统,本文研究了快速有限时间跟踪控制问题.结合有限时间反步法和非奇异快速终端滑模,本文提出了一种新的快速有限时间控制律,并给出了控制器参数所需满足的充分条件以保证系统的快速有限时间稳定性.进一步地,在一定情形下,所设计的快速有限时间控制律能够退化为经典的反步法、有限时间控制律和非奇异快速终端滑模控制律.最终,将所设计的控制律应用于航天器交会系统,数值仿真结果验证了所提方法的有效性.
- 张凯段广仁
- 关键词：机械系统反步法
- 高温处理后活性粉末混凝土动力学行为及本构模型研究被引量：8
- 2012年
- 利用分离式霍普金森压杆系统,采用铅片作为整形器,分别对常温下及400、600、800℃高温处理后的活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,RPC)试样进行单轴冲击压缩实验,研究高温后RPC材料的动态力学性能,建立高温处理后材料的率型本构模型。结果表明:经不同高温处理后的RPC材料的动态抗压强度和韧性指标均有较明显的应变率敏感性,而峰值应变、初始弹性模量受应变率影响不大;不同应变率下,400℃以上高温处理后RPC材料的单轴动态压缩力学性能有所降低。扫描电镜分析表明,高温处理后RPC材料微观结构的劣化是宏观力学性能降低的根本原因。对ZWT粘弹性本构模型进行了修正,修正后的模型适用于混凝土材料经高温处理后的率型本构关系的分析。
- 王立闻庞宝君陈勇张凯
- 关键词：分离式霍普金森压杆活性粉末混凝土高温动态力学性能本构模型
- 活性粉末混凝土高温后冲击力学性能研究被引量：9
- 2012年
- 利用分离式Hopkinson压杆系统,采用铅片作为整形器,分别对常温下、400℃、600℃及800℃高温过火后的RPC试样进行单轴冲击压缩实验。研究高温后钢纤维对RPC材料动态力学性能及吸能特性的影响规律。结果表明,高温过火前后钢纤维对RPC均有增强和增韧的作用。高温后因RPC塑性流动性能的增强,导致钢纤维的增韧作用减弱。RPC动态抗压强度高温后损失的速率高于韧性指标。分析RPC材料冲击压缩过程的能量机制,发现钢纤维提高了RPC的能量吸收率,因此能量吸收能力也得到了增强。利用SEM扫描电镜,从RPC材料微观结构变化的角度分析了其高温后宏观力学性能降低的原因。
- 王立闻庞宝君林敏张凯陈勇王少恒
- 关键词：活性粉末混凝土分离式HOPKINSON压杆动态力学性能吸能特性
- 高温后活性粉末混凝土SHPB试验研究被引量：2
- 2012年
- 利用分离式Hopkinson压杆(SHPB)系统,采用铅片作为整形器,分别对常温下及400,600,800℃高温过火后的活性粉末混凝土(RPC)试样进行单轴冲击压缩试验,研究应变率及温度对RPC材料动态力学性能及变形破坏特性的影响规律.结果表明:常温下及高温过火后,RPC材料的动态抗压强度、破碎程度及吸收能量均具有明显的应变率效应,而峰值应变、初始弹性模量及能量吸收率的应变率相关性较弱,且温度对应变率效应没有明显影响;高温过火后,不同应变率下RPC材料的动态抗压强度、初始弹性模量及能量吸收率均有所降低,而峰值应变增大.
- 庞宝君王立闻陈勇林敏张凯王少恒
- 关键词：活性粉末混凝土分离式HOPKINSON压杆动态力学性能
- 空间碎片撞击在轨感知技术研究综述被引量：9
- 2010年
- 随着航天发射活动的日益频繁,空间碎片环境随之恶化.为了应对空间碎片的撞击威胁,人们提出了用空间碎片撞击在轨感知系统实时监测航天器在轨遭受空间碎片撞击的情况.文章在对国内外相关研究机构研究成果的调研基础上,介绍了国内外在空间碎片撞击在轨感知技术领域的研究现状,对各国基于超高速撞击声发射技术的空间碎片撞击在轨感知技术的发展状况进行了全面评述,重点介绍了国内的研究进展.最后基于国内航天事业需要,探讨了未来发展方向.
- 庞宝君刘治东张凯龚海鹏唐颀刘武刚韩增尧刘刚
- 关键词：超高速撞击声发射
- 丝网防护屏碎片云特性数值模拟研究被引量：2
- 2013年
- 丝网作为一种颇具潜力的轻质防护屏候选材料,在新型防护结构开发中具有广泛的应用前景。为了掌握丝网防护屏超高速撞击特性,采用数值仿真方法模拟球形弹丸分别撞击连续型防护屏和丝网防护屏,研究相同厚度及面密度的2种防护屏受到弹丸撞击后产生的碎片云形态、质量、速度和动量分布的差异。结果表明,丝网防护屏碎片云随撞击位置不同呈现不同形态,但碎片云前端均存在带状碎片分布区域。在丝网防护屏产生的碎片云中,碎片主要分布于碎片云后端,丝网不能有效地减缓入射弹丸速度,其作用主要为切割弹丸。弹丸撞击2种防护屏后,弹丸破碎形成的碎片云中相同部位呈现不同速度变化规律。丝网防护屏碎片云动量密度峰值均高于相同厚度连续型防护屏碎片云,而相同面密度的2种防护屏碎片云动量密度峰值接近。
- 庞宝君林敏张凯傅翔
- 关键词：碎片云数值仿真
- 碎片云超高速撞击声发射信号特征分析被引量：3
- 2014年
- 为了掌握带防护屏的航天器结构受空间碎片超高速撞击时的声发射信号特征,利用二级轻气炮发射球形弹丸撞击铝合金双层板结构,获取了碎片云撞击铝合金板舱壁产生的声发射信号,并利用小波包技术和能量熵理论对信号进行了分析。实验结果表明:弹丸初始速度、防护屏厚度及弹丸直径是决定二次碎片云形态及声发射信号特征的重要因素;在本实验工况范围内,小波包能量熵值能够描述声发射信号频率的复杂程度;当弹丸初始速度处于破碎段(3~7km/s)时,随着初始速度的增大,二次碎片云进一步细化,撞击产生的声发射信号幅值趋于减小、频率成分趋于复杂化,其小波包能量熵值逐渐增大;防护屏厚度对声发射信号的小波包能量熵值影响较大,弹丸直径对其影响较小。研究结果有助于实现对碎片云撞击舱壁结构的损伤模式识别。
- 庞宝君张凯林敏刘源
- 关键词：超高速撞击声发射
