在超高速碰撞中,碰撞产生的冲击压力远大于材料的强度。在碰撞点附近的区域内,材料的行为响应特点类似于可压缩流体。对超高速碰撞而言,材料的可压缩效应甚至相变效应会在其中扮演重要的角色。为了探讨在超高速碰撞中相变的影响,本文在自编SPH程序中引入GRAY三相物态方程,对超高速碰撞问题进行数值模拟研究,并与常用的Tillotson物态方程进行对比分析,探讨了超高速碰撞中相变效应产生的影响。得到如下结果:1、在较低的碰撞速度(不发生相变)下,GRAY三相物态方程计算所得的碎片云形状参数与Tillotson物态方程给出的结果吻合,表明GRAY三相物态方程适于应用于超高速碰撞的数值模拟。2、对碎片云的形状、质量、速度和动量特性进行了数值研究,结果表明,在较高速度下,两个物态方程给出的结果有一些差别,分析表明,这些差异是由于超高速碰撞中相变效应引起的。3、在较高碰撞速度(8 km/s)下,给出了碰撞初期某些时刻的物理量分布情况,得到超高速碰撞熔化、汽化相变发生的区域,同时还获得了喷射尾罩产生的区域。4、探讨了Whipple防护结构的防护性能问题。分析表明,材料的相变效应和热软化效应对于防护结构的防护性能影响较大。