太空环境中目前存在着大量的空间碎片,这些碎片具有速度高、破坏力大等特点,对于较大的碎片,可以采取捕捉、航天器主动规避等手段,但对于直径小于1cm的碎片只能采取被动防护手段,目前在传统Whipple金属防护结构基础上已经发展出了多种新型防护结构,并且以凯夫拉、Nextel为代表的新型柔性编织多冲击防护结构在航天器上成功应用,但目前我国对于编织材料的超高速撞击研究较少。本文对芳纶、玄武岩纤维编织材料的超高速撞击特性进行了研究,并对目前的损伤表征方法进行改进,主要研究内容如下。首先,选取平纹编织玄武岩布、玄武岩单向布进行多层铺设,其中单向布按照单向、正交两种方式铺设,分别进行多冲击超高速撞击实验,研究编织与否、纤维方向对材料超高速撞击特性的影响,结果表明:单向布单向铺设破坏最严重,平纹编织布与单向布正交铺的破坏形式相当。其次,选取缎纹编织玄武岩材料进行撞击实验,并与平纹编织实验对比,研究不同的编织方式对材料超高速撞击特性的影响,实验表明,采用平纹编织方式的防护性能优于缎纹编织。进而,为了研究相同编织条件下、不同材料对结构超高速撞击特性的影响,选取平纹编织芳纶纤维布,进行撞击实验,并与平纹玄武岩实验比较,结果表明:编织方式相同时,芳纶纤维材料相比于玄武岩材料损伤较轻,但两者破坏形式有很大差别,芳纶每屏损伤面积较接近,玄武岩从第二屏开始破坏面积较大。再进一步,选取相同编织芳纶、玄武岩材料作为多冲击防护结构材料,并按照四屏排布为‘芳纶/芳纶/玄武岩/玄武岩’、‘玄武岩/玄武岩/芳纶/芳纶’进行撞击实验,研究多冲击防护结构不同材料的排布顺序对其撞击特性的影响。实验结果表明,采用‘芳纶/芳纶/玄武岩/玄武岩’排布的破坏较‘玄武岩/玄武岩/芳纶/芳纶’排布结构严重。此外,本文建立了编织物的SPH仿真模型,通过实验结果验证了模型的正确性。进而,针对实验只能采用单一尺寸弹丸、单一入射速度这一条件限制,对不同尺寸弹丸、不同撞击速度情况进行了数值模拟。结果表明:随着弹丸入射速度由小增大,防护屏对弹丸的破碎效果逐渐增强,第一屏对动能吸收率先下降后上升,并且随着弹丸尺寸增大,防护结构对弹丸的破碎效果减弱,通过比较弹丸的剩余动能可知,随着弹丸尺寸的增加,防护屏对于弹丸动能吸收效果减弱。