推进剂三点弯曲实验的有限元分析

参考金属材料J积分的测试方法,测定了某型固体火箭发动机装药的断裂韧性.采用有限元的方法,分析了三点弯曲实验,得出了断裂韧性J_((?)C)的数值分析结果并对两者进行了比较.     

HTPB推进剂三点弯曲过程试验与数值模拟

为了研究端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂三点弯曲过程裂纹尖端细观损伤特点,采用扫描电镜对裂纹尖端动态损伤过程进行了观察。建立了基于子模型的推进剂三点弯曲多尺度模型,实现了三点弯曲试件宏观变形和裂纹尖端细观损伤的有效计算,并从试验和数值模拟两个角度分析了裂纹尖端损伤过程。结果表明:推进剂三点弯曲裂纹尖端损伤过程先是裂尖颗粒与基体脱湿,在裂纹尖端附近形成损伤区,随压缩位移的增加,不同颗粒脱湿引起的微裂纹与裂尖汇聚,使裂纹向前扩展;压缩过程中,由于裂纹尖端两端的拉伸作用使裂尖发生钝化。压缩位移从0增加至1.2 mm,裂纹张开位移从0增加至84.1μm,并且随压缩位移的增加,其增加的速率也增大;数值模拟结果与试验结果吻合良好。建立的基于子模型的多尺度数值模型可以有效模拟推进剂三点弯曲试验宏观变形以及裂纹尖端细观损伤过程,为开展推进剂宏细观损伤过程分析提供了一种新方法。     

固体推进剂可靠性的一种有限元分析方法

研究了固体推进剂可靠性分析测试中药柱的应力、应变随其内孔直径及内外径比值的变化规律.药柱材料模型基于不可压缩材料的线粘弹性本构关系,建立了药柱的三维有限元计算模型,分析了药柱取不同内孔直径及内外径比值时的动态应力、应变响应.计算结果表明,药柱的应力、应变最大值出现在内孔边缘处,且随内孔直径及外径与内径比值的增大而增大.     

内刻槽弹体槽端J积分有限元弹塑性计算

利用弹塑性有限元计算了内刻槽弹体端部 J积分 ,为刻槽弹体材料研究提供了参考。     

珍珠层结构的应力、应变和J积分有限元分析

利用有限元方法分析了珍珠层裂纹的微观应力场,比较珍珠层最小结构单元在不同边长和厚度下的J积分。结果表明:珍珠层裂纹尖端应力集中小,分布范围广;天然结构参数下,珍珠层J积分最大。珍珠层最小结构单元有可能存在最优形状比,使材料达到强度与韧性的最佳配合,从而有可能用低强度的材料通过合适的大小和宽厚比、合适的制备方法得到性能优异的层状复合材料。     

不同贮存期固体火箭发动机装药或药柱断裂韧性试验研究

[摘要] 参考金属材料断裂韧性的测试方法,对不同贮存年限的某型固体火箭发动机药柱的断裂韧性凡进行了测试．对试验结果进行比较分析,探讨了不同贮存年限推进剂断裂韧性的变化及规律．     

硝胺推进剂燃烧性能的实验研究

主要探讨了ＲＤＸ丁羟推进剂燃烧性能的规律。研究结果表明：有胺配方（硝胺炸药含量不小于４０％）中使用过多的细粒度高氯酸铵（ＡＰ）。导致压强指数（ｎ）增国；低硝胺配方中（硝胺炸药含量小于３０％），增加４０－６０目的粗ＡＰ，对燃速（ｒ）、压强指数无改善作用，使用细的ＲＤＸ对降低ｎ值有利。还研究了硝胺炸药（ＮＡ）含量以及不同的粘合剂对ｎ值的影响，并给出了平台推进剂配方的ｒ、ｎ结果。     

基于数字图像相关方法的端羟基聚丁二烯推进剂复合型裂纹J积分测量

为实现复合型裂纹尖端变形场及J积分测量,对预制含中心贯穿复合型裂纹的端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂试件进行了拉伸观察试验,获得了复合型裂纹试件的变形图片序列。采用数字图像相关(DIC)方法得到试件表面的位移和应变场,运用J积分理论和DIC方法得到的变形场计算复合型裂纹尖端的J积分。将DIC方法得到的变形场结果以及运用J积分理论和DIC方法计算得到的J积分结果与有限元结果进行了对比分析。分析结果表明：DIC方法获得的变形场分布特点与有限元结果吻合较好;不同积分路径下的J积分具有守恒性,验证了DIC方法可以有效地计算J积分;相同拉伸位移和复合型裂纹下J积分随角度的增大呈下降趋势,裂纹从0°Symbol~A@45°时J积分值 变化较小,裂纹从45°Symbol~A@67.5°时J积分值有较明显的下降。     

火箭推进剂的发展特点分析

通过对火箭推进剂发展过程的回顾，介绍了火箭推进剂的现状，分析了火箭推进荆的发展特点，提出了新一代火箭推进剂的雏形，在航天和军事领域具有一定的参考价值。     

用金属线束提高推进剂燃速的实验研究

用药条燃烧器研究了在双基推进剂药条中埋入金属线束提高推进剂燃速的效果。在实验范围内,埋入金属线束提高燃速的效果比埋入最佳直径单线的效果增加30％～40％,而压力指数与埋入单线时没有变化.实验证明,金属线占推进剂面积的比例即便很小也可得到很高的燃速,在5MPa压力下最大燃速可达约10cm/s。     

高能推进剂燃烧转爆轰实验研究

建立了高能推进剂燃烧转爆轰（ＤＤＴ）实验系统，对装填密度为８３．５％ＴＭＤ多孔床ＤＤＴ过程的宏观参数进行了测量，得到了其速度增长规律，特定位置的压力、诱导爆轰距离等特征值。实验还发现，ＤＤＴ流场存在一不发光区域，该区将ＤＤＴ流场分隔为爆燃区和冲击转爆轰（ＳＤＴ）区，分析了该条件下的ＤＤＴ机理。     

含裂纹HTPB推进剂断裂准则研究

固体推进剂装药的表面裂纹严重影响着发动机的工作安全性。现阶段广泛使用的应力强度因子、J积分等断裂韧性指标不能直接应用于复合推进剂装药。为了得到HTPB推进剂Ⅰ型裂纹在中低应变率下的断裂准则,本文使用试验和数值仿真方法建立了一种基于应变的断裂准则。准则建立过程中分别使用标准试样和单边裂纹试样进行单轴拉伸试验,结合有限元方法计算了裂纹前端的应变强度因子。结果显示对于HTPB推进剂在中低应变率下使用本文中基于应变的断裂准则比基于应力的断裂准则实用性更强。     

固体推进剂的动态力学分析

用ＰＥ ＭＤＡ－７三点弯曲测量系统表征改性双基和复合推进剂动态力学性能，对温度谱（Ｅ＇－Ｔ，ｔａｎδ）进行分析。     

海洋温度条件下的固体推进剂应力应变分析

建立以固体发动机壳体、药柱及绝热层等为主要部件的计算模型,基于三维热粘弹性积分型本构关系,考虑不同海域贮存条件的交变温度载荷情况,利用有限元方法计算了固体发动机药柱在海洋交变温度载荷下的力学响应,给出了药柱内应力应变场的分布规律及危险部位。结果表明,在未有效热保护的贮存状态下的药柱,长期的交变温度产生的交变应力载荷,使药柱微观结构受到不同程度的疲劳损伤,势必影响其结构完整性。     

影响高氯酸铵复合推进剂压力指数的原因分析

为提高推进剂的比冲正在选用各种新型物质。这类物质的压力指数(r指数)较高,根据火箭发动机设计和稳定燃烧的需要,提出了控制压力指数的方法。用现有高氯酸铵系复合推进剂,就其组分和燃烧条件用实验和理论计算的方法,分析了影响压力指数的原因,并对其影响压力指数的程度进行比较。     

推进剂发射温度控制精度分析

分析运载火箭推进剂发射温度的控制目标和偏差来源，建立推进剂加注温度、推进剂发射温度偏差构成方程，并提出确定库房温度控制偏差限的方法。最后结合具体民用卫星发射，利用偏差构成方程分析各个偏差源造成的偏差。     

BAMO系推进剂的燃烧

为探讨BAMO(3.3-双叠氮甲基氧丁环)作为推进剂粘合剂的可能性,根据不同方案试制了两种粘合剂并测量了燃速,分析了BAMO聚合物的热化学性质,求出了其燃烧特性。     

双基推进剂装药表面应变测量方法的研究

为了研究直接粘贴应变片对推进剂装药表面应变测量的影响,通过试验研究了某双基推进剂的松弛和蠕变行为,分别获得了推进剂的应力松弛模量和蠕变应变.在获得应力松弛模量的基础上,运用有限元方法分析了应变片对测量推进剂试样表面应变在蠕变情况下的影响,并与文献中的试验数据进行了对比分析.研究表明,在短时间内应变片的测量结果有一定的精度,该研究可为接触测量方法产生误差机理及量值提供参考,并为数值计算的准确性提供试验依据.     

法国的固体推进剂技术

扼要叙述了法国的固体推进剂技术发展简史 ,重点归纳了几类固体推进剂的发展现状和趋势 ,指出了法国固体推进剂的最新发展特点。     

动力装置弯曲振动分析的有限元模型修正

基于ＳＡＰ５结构分析程序的板壳单元，推导了结构固有振动频率的一阶摄动量公式。通过改变板壳单元厚度，模拟动力装置中离合器壳两端螺栓连接部分的建模误差，修正了动力装置弯曲振动分析的有限元模型。