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NX Nastran:非線形過渡応答解析(NX Nastran SOL701)による宇宙ゴミ(デブリ)と衛星の衝突模擬

キーワード) 非線形過渡応答解析 陽解法 宇宙開発 デブリ衝突 接触 大変形大歪み 塑性崩壊

事例概要

地球の衛星軌道上にはすでに多数の人工衛星が打ち上げられており、使い古された人工衛星の部品などの宇宙ゴミ(デブリ)が多数浮遊しています。そのため、大規模構造物とデブリとの衝突の可能性が十分に考えられ、高速での衝突に対する宇宙構造物の安全設計が不可欠となります。よって、高速衝突の際の宇宙構造物の挙動をあらかじめシミュレートすることはとても重要な課題であり、部材の破断まで考慮する衝突解析が必要となります。
本解析例では、NX Nastran の非線形陽解法ソルバーを用いて、デブリと衛星の衝突シミュレーションにおける大変形大歪み、塑性崩壊などを検証することができました。

脱水槽のモデル
各時刻における変形と応力分布を表しています。非常に小さい時間増分で高速衝突(秒速約 2km)による応力波の伝搬や塑性崩壊の様子を示しています。