HTPB推进剂冲击发火判据的试验研究

发布时间：2024-04-13 18:00

　　为探究某型HTPB推进剂冲击发火的判据,对落锤试验进行了改进,在底座中引入聚偏二氟乙烯膜(PVDF)压电膜,测量推进剂受落锤冲击下的应力峰值,得到50%冲击发火的临界落高与应力;基于分离式霍普金森压杆的冲击发火试验,对比并分析了在不同的冲击应力加载条件下,推进剂临界冲击发火的影响条件,并给出该型推进剂的50%冲击发火判据。结果表明,应力峰值与特性落高的关系满足σ=175.09H^0.5,50%特性落高为75cm,100%不发火的最大落高为68cm。在20、30和40cm子弹冲击条件下,推进剂50%冲击发火的应力峰值分别为2760、2410和2120MPa,作用持续时间分别为76、100和130μs,推进剂的冲击发火与推进剂受到的冲击应力大小和作用时间直接相关,通过σ²τ=K判据可以较好地判断推进剂的冲击发火临界条件,且确定了K值为574.6MPa²·s。

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【部分图文】：

图1底座改进安装图

为测量推进剂落锤撞击过程的应力变化情况,在撞击感度仪的底座上安装应力传感器,且对原底座进行改造,方便安装PVDF压电薄膜,如图1所示。试验开始前,让落锤空打3～10次,消除击柱的塑性变形,然后在撞击感度仪中装入应力传感器及推进剂试样,根据QJ1271-86[13]的要求,按照50....

图2推进剂试件安装图

采用分离式霍普金森压杆进行试验,为了保证此次试验与落锤冲击发火试验的可对比性,推进剂试件依旧采用与落锤试验中一样的规格尺寸,并采用落锤试验中的击柱与击套将推进剂试件夹在中间,目的是在推进剂受冲击发火后,避免了入射杆与透射杆端面直接受到推进剂的发火冲击,在一定程度上起到保护SHPB....

图3推进剂应力测试及拟合曲线

通过应力测量系统测得推进剂40cm落高条件下的应力情况,并对试验数据进行拟合,如图3所示。由图3可以看出,碰撞时间为0.001s,应力在落锤撞击过程中呈现先上升后下降的趋势。图3中红色的光滑曲线为拟合曲线,为一个周期的正弦曲线,并满足如下关系式:

图4落高与应力关系曲线

综上可知,落锤的碰撞时间T=0.001±0.0001s,由于周期T与应力峰值无关,因此取T值为0.001s进行计算。统计试验中应力峰值与落高的关系,并进行拟合,应力峰值与落高的关系如图4所示。应力峰值与落高的0.5次方成正比,关系满足:

本文编号：3953414