低温动态准双轴拉伸加载下HTPB推进剂的热老化性能
发布时间：2021-06-12 00:08
为分析热老化后三组元端羟基聚丁二烯（HTPB）推进剂在低温动态准双轴加载下的性能,开展了不同热加速老化时间、不同温度和应变率条件下推进剂的准双轴拉伸力学性能试验及扫描电镜（SEM）观察试验。试验结果表明:热加速老化前后,推进剂的拉伸曲线趋势、力学性能变化规律及细观损伤形式保持一致,改进型非线性模型能够更好地描述1～100 s-1应变率范围内典型力学性能参数随热老化时间的非线性变化关系。随温度降低,老化后推进剂的断面形貌由"脱湿"变为AP颗粒断裂,热老化、低温以及高应变率载荷的叠加使得推进剂的细观损伤变得更加严重,但准双轴拉伸时损伤程度相比单轴拉伸时有所减弱。热老化32 d、74 d和98 d后-50℃、14.29 s-1加载条件下的最大伸长率分别为未老化时室温、0.40 s-1条件下数值的28.79%、27.58%和25.63%,该参数定义可为分析长期贮存后战术导弹SRM药柱在低温点火条件下结构完整性失效的准则提供数据支持。
【文章来源】：宇航学报. 2020,41(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
试验件与试验机装配图
由图2可知:1)老化后推进剂的拉伸曲线均呈现弹性段、损伤段和破坏段三段特性,推进剂力学性能仍受温度和应变率影响明显。2)随温度持续降低和应变率不断升高,应力在较低应变处达到峰值,然后迅速下降。3)相比未老化时的情况[23],老化后HTPB推进剂在低温动态准双轴拉伸时并未出现“双峰”现象(如图2(c)～图2(d)所示),这进一步说明不同热老化时间下固体推进剂的双轴力学性能有明显区别。上述有关现象将在后文讨论。2.2 温度和应变率对老化后力学性能的影响分析
以热加速老化32 d后HTPB推进剂的典型力学性能参数变化进行分析,如图3所示。由图3可知,热加速老化后,推进剂的准双轴拉伸典型力学性能参数随温度和应变率的变化关系与未老化时保持一致。即热加速老化后,初始弹性模量Ebt和最大抗拉强度σbmt仍随温度降低和应变率升高而不断增大,且在0.4～14.29 s-1应变率范围内,这两个参数与应变率之间存在明显的线性对数关系。但最大伸长率εbmt随温度降低以及应变率升高而不断减小,-50 ℃、14.29 s-1加载条件下的数值为室温0.40 s-1条件下数值的28.79%。2.3 热加速老化时间对典型力学性能的影响分析
本文编号：3225540
【文章来源】：宇航学报. 2020,41(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
试验件与试验机装配图
由图2可知:1)老化后推进剂的拉伸曲线均呈现弹性段、损伤段和破坏段三段特性,推进剂力学性能仍受温度和应变率影响明显。2)随温度持续降低和应变率不断升高,应力在较低应变处达到峰值,然后迅速下降。3)相比未老化时的情况[23],老化后HTPB推进剂在低温动态准双轴拉伸时并未出现“双峰”现象(如图2(c)～图2(d)所示),这进一步说明不同热老化时间下固体推进剂的双轴力学性能有明显区别。上述有关现象将在后文讨论。2.2 温度和应变率对老化后力学性能的影响分析
以热加速老化32 d后HTPB推进剂的典型力学性能参数变化进行分析,如图3所示。由图3可知,热加速老化后,推进剂的准双轴拉伸典型力学性能参数随温度和应变率的变化关系与未老化时保持一致。即热加速老化后,初始弹性模量Ebt和最大抗拉强度σbmt仍随温度降低和应变率升高而不断增大,且在0.4～14.29 s-1应变率范围内,这两个参数与应变率之间存在明显的线性对数关系。但最大伸长率εbmt随温度降低以及应变率升高而不断减小,-50 ℃、14.29 s-1加载条件下的数值为室温0.40 s-1条件下数值的28.79%。2.3 热加速老化时间对典型力学性能的影响分析
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