中应变率下HTPB推进剂压缩力学性能和本构模型研究

发布时间：2017-11-07 19:23

本文关键词：中应变率下HTPB推进剂压缩力学性能和本构模型研究

【摘要】：为研究固体推进剂在中应变率条件下的压缩力学性能,在高应变率液压伺服试验机上开展了单轴压缩实验,并获取了温度范围为-40~25℃及0.40~85.71s-1应变率下HTPB推进剂的应力-应变曲线。结果表明,本文的实验方法是有效的,温度和应变率对HTPB推进剂的压缩力学性能影响显著。随温度降低和应变率升高,应力-应变曲线特性变得更加复杂,并与准静态下的应力-应变曲线特性有明显区别。压缩模量E和压缩应力σ0.17随温度的降低和应变率的升高而逐渐增加,且均与应变率具有相对较好的线性双对数关系。在低温和较高应变率的双重作用下,-40℃,85.71s-1条件下的压缩模量E和压缩应力σ0.17分别为25℃,0.40s-1条件下数值的10.64倍和4.25倍。基于时温等效原理,得到了HTPB推进剂的压缩力学性能主曲线,该主曲线能够对低温较宽应变率范围内推进剂的压缩力学性能进行预测。在朱-王-唐非线性粘弹性本构模型的基础上,构建了考虑温度和应变率效应的固体推进剂中应变率压缩本构模型,并采用遗传算法拟合了本构参数。通过不同温度和应变率下预测结果与实验数据的比较,验证了模型的有效性。所建模型能够较好地描述0.17应变以内HTPB推进剂的压缩变形,可为低温中应变率下固体火箭发动机药柱的结构完整性分析提供理论基础。
【作者单位】：第二炮兵工程大学动力工程系;中国飞机强度研究所;
【基金】：总装重点预研项目(51328050101)
【分类号】：V512
【正文快照】： 1引言战术导弹固体火箭发动机在其服役周期内面临着低温条件下点火的任务剖面,而影响固体火箭发动机低温点火工作可靠性的决定性因素是发动机药柱在低温点火下的结构完整性[1],因为固体推进剂的力学性能和破坏机理明显受到外界温度、加载应变率和加载方式的影响[2]。Nevière

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