应变率和加载方式对HTPB推进剂力学性能及耗散特性的影响

为揭示机械载荷作用下HTPB推进剂的力学性能变化规律和破坏机理,利用单向拉伸法研究了应变率和加载方式对HTPB推进剂力学性能的影响,并基于耗散能方法分析了其在机械载荷作用下的耗散特性。结果表明,推进剂力学性能有明显的应变率相关性,抗拉强度、伸长率等与应变率的对数成线性增加关系;不同的应变控制也影响推进剂的力学性能;应变率和应变控制对推进剂试件的耗散能有较大的影响,耗散能与应变率的对数也成线性关系。     

环境温度作用下固体火箭发动机药柱的累积损伤规律

应用三维热粘弹性有限元分析方法,计算了固体火箭发动机星型药柱在环境温度载荷作用下的温度场和热应力场。应用线性累积损伤模型,计算了不同环境温度载荷作用下药柱的累积损伤。结果表明,在不同应力水平下,推进剂的累积损伤基本符合线性累积损伤规律。星尖处的应力最大,是发动机药柱容易失效的部位。推进剂在长期热应力作用下的累积损伤不仅由应力决定,时温转换因子也是十分重要的因素。     

固体火箭发动机矩形粘接试件多角度拉伸过程变形测量与破坏模式

为了研究固体火箭发动机矩形粘接试件多角度拉伸过程的变形特点与破坏模式,按照航天行业标准QJ 2038.1A—2004制作了矩形标准试件,对其分别进行了0°、22.5°、45°、67.5°、90°角度拉伸试验。采用数字图像相关方法对拉伸过程试件变形进行测量,获得了多角度拉伸条件下粘接试件应变场分布;分析45°单角度拉伸条件下粘接试件破坏模式与多角度拉伸过程试件的应变演化规律。研究结果表明：0°拉伸时粘接试件强度最大,90°拉伸时伸长率最大;界面尚未脱粘时粘接试件的应力随外界拉伸应变的增大而线性增大,界面脱粘后应力随拉伸应变的增大而开始下降;界面法向方向的变形更容易导致界面的脱粘;拉伸角度的变化使界面关键位置发生不同程度的变形,造成粘接试件不同的破坏模式。     

SEM与数字图像法分析复合推进剂细观破坏

对复合固体推进剂拉伸变形破坏过程进行了原位扫描电镜观察,采用数字图像相关方法分析了不同变形阶段电镜图片,得到了推进剂细观表面变形场,探讨其在拉伸过程中的细观破坏机理。研究结果表明,数字图像相关方法与扫描电镜相结合为复合固体推进剂在细观尺度下的测量与破坏机理分析提供了新的途径,也为推进剂细观数值模拟提供了实验依据。     

应变加载历史对推进剂力学性能的影响

对经不同应变幅值及不同次数往复拉伸后的复合固体推进剂试件进行单向拉伸试验,结合扫描电子显微镜断面观察与往复过程中原位观察结果,分析了应变加载历史对推进剂力学性能的影响。结果表明,颗粒与基体之间的脱湿程度由应变决定,往复拉伸应变幅值控制着损伤的范围,存在一个应变阈值,当往复拉伸应变幅值超出此阈值时,往复拉伸造成的损伤会影响推进剂的整体力学性能。     

基于数字图像处理的复合推进剂细观颗粒填充模型

复合固体推进剂的各项性能与其细观结构密切相关,建立一个准确有效的细观颗粒填充模型是对推进剂进行细观分析的前提,本文运用数字图像技术处理复合固体推进剂的电镜图片,提取其细观颗粒分布信息,通过拟合颗粒的边缘,建立推进剂圆形颗粒与椭圆形颗粒填充模型.研究表明:采用数字图像处理能有效提取复合推进剂的细观结构形貌,本文建立的填充模型,能反映推进剂的真实细观形貌.基于本文模型的细观分析,比计算机模拟生成的模型更能准确的反映材料的真实属性,有利于与原位拉伸实验进行对比.椭圆形颗粒填充模型在填充效果与反映材料属性方面优于圆形颗粒填充模型.     

HTPB推进剂交变温度加速老化与自然贮存相关性

为研究与自然贮存环境相关性较好的推进剂加速老化方法,设计了 HTPB复合推进剂交变温度加速老化试验,在-10～60℃温度范围内,以3种温度变化速率(10 ℃/12 h,20 ℃/12 h,30 ℃/12 h),分别老化3S d,56 d,91 d后对推进剂进行力学性能测试,基于最大伸长率进行了HTPB推进剂加速老化与自...