低速破冰球体

2–74 m/s 破冰

小尺度刚性球体以低速撞击即可引发冰板脆性损伤，为冰层穿透和爆炸破冰提供一种可重复获得的撞击体方案。

张以恒 · Liu, Renwei · 袁利毫 · Li, Jiabao · Chongyang, Jing · 韩端锋

International Journal of Impact Engineering 2023

参数信息

撞击速度范围

2–74 m/s

冰板厚度范围

6–50 mm

技术优势

可重复的撞击载荷

采用标准化刚性球体和落球/气枪装置，实现2–74 m/s的精确可控撞击，无需复杂装药。

动态断裂机制可视化

两台高速相机同步捕捉主裂纹扩展和成坑过程，并首次观察到多晶冰的动态再结晶现象。

宽参数范围适用

系统覆盖2–74 m/s撞击速度、6–50 mm冰板厚度及不同约束条件，为冰工程应用提供完整失效模式图谱。

应用场景

• 冰上结构抗冲击：用标准化球体冲击代替复杂载荷，评估冰覆盖结构在撞击下的损伤容限。
• 航空器除冰：利用低速冲击诱导冰层脆性剥落，为机械除冰提供可控能量输入依据。
• 地外冰层探测：模拟小型撞击体对地外冰壳的穿透作用，支撑着陆与采样任务中的冰层钻探。