3.1  超高速碰撞模型建立

防护屏在与空间碎片的超高速碰撞过程中，会产生大变形、断裂、破碎以及相变等特性，本文采用Johnson-Cook模型和Mie-Gruneisen状态方程模拟铝弹丸和靶板的动力学行为，并通过光滑粒子流体动力学方法对弹丸和靶板进行建模。建立的多屏防护结构超高速碰撞数值模型：

在上述模型中，防护屏的几何尺寸为40mm×40mm×1.0mm，屏间距均为16.7mm，防护结构总体厚度为50mm，整体面密度为11.12kg/m2。弹丸直径4.0mm，初始速度为4km/s。模型中的SPH粒子间距为0.2mm。铝弹丸与靶板材料为2024 Al^[21]，模型中所使用的材料参数如下：

为控制计算时间，当靶板前无明显运动状态的大碎片，且碎片粒子速度小于100m/s时，碎片粒子不足以侵彻或穿透防护屏，对整体防护结构的防护性能影响非常小，可将计算过程终止。