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。     

一种改性HTPB固体推进剂的流变特性及其3D打印成型

快速发展的增材制造技术为固体推进剂传统浇注成型的柔性化、适应性差等问的解决题提供了有效途径。传统热固性固体推进剂的流平性好，无法逐层沉积成型。因而，为实现热固性固体推进剂的3D打印成型，本研究对其液相组分进行了改性，通过添加少量定型助剂共混改性端羟基聚丁二烯（HTPB），制备得到改性HTPB固体推进剂，并对其的流变特性进行了研究。结果表明，共混改性使黏合剂黏度、表观黏流活化能升高；改性HTPB固体推进剂流变特性符合Herschel-Bulkley方程，且流动性随温度升高而提高；同时，改性HTPB固体推进剂在室温下具有较高储能模量（＞10⁴ Pa）以及较小的损耗角正切（ω＜10 rad·s^-1，G″/G′＜0.5），整体不呈现流动性，且少量定型助剂对推进剂的热分解行为没有产生显著影响，实现了改性HTPB固体推进剂的3D打印成型。     

复合固体推进剂与电阻式温度传感器一体化增材制造技术

与传统浇注方法相比,利用增材制造（又称“3D打印”）技术制造的复合固体推进剂具有药柱构形不受模具限制,配方、性能连续可调等一系列技术优势。为提升打印效果,对基于光固化成型的复合固体推进剂打印配方及技术参数进行了研究,并对打印的推进剂样品进行了性能测试。此外,通过将电阻式温度传感器集成到打印推进剂样品中,实现了复合固体推进剂与电阻式温度传感器的一体化增材制造,并对不同温度下温度传感器的电阻值进行了检测。结果表明,在固含量为83%的固体推进剂浆料中添加不低于3%的紫外光（UV）固化树脂即可实现较好的预固化效果。对于固含量77%和80%的浆料,可以用直径为0.26 mm的针头挤出,而当固含量达到81%及以上时,需选择直径为0.5 mm的针头。当固含量为81%时,得到的推进剂样品维形性较好,外观无明显缺陷,但电子计算机断层扫描（CT）结果显示样品内部存在片状孔隙。20℃时,样品拉伸强度和断裂伸长率分别为0.94 MPa和15.63%;60℃时则分别为0.70 MPa和14.63%。与传统浇注推进剂相比,拉伸强度无明显变化,但断裂伸长率降低。电阻式温度传感器材料与推进剂间的结合强度为0.21 M...     

不同温度下固体火箭发动机粘接界面振动试验

为解决陆上运输过程中固体发动机推进剂/衬层粘接界面在温度、振动载荷同时作用下的损伤问题,以试验的方式研究振动载荷对粘接界面的影响.给出试验试件和不同温度下粘接试件的加速振动试验设计,确定不同温度下加速振动试验方案,总结试件失效规律,分析试件力学性能随振动时间、温度间的变化关系,并从细观角度解释温振载荷造成粘接界面性能下降的原因.结果表明,当环境温度越高,抗拉强度下降越快;当温度升高,振动时间增加时,界面处颗粒脱湿程度加剧,更易出现裂纹.     

用增压中断燃烧的固体推进剂

为探讨固体火箭推进剂中断燃烧的方法，用聚丙撑二醇（ＰＰＧ）与高氯酸铵（ＡＰ）复合推进剂进行了研究试验，结果证明，在一定压力下燃烧中断。在推进剂中适当加碳可以改变熄火压力。熄火原因为ＰＰＧ／ＡＰ系推进剂中ＰＰＧ与ＡＰ的热分解速度差引起燃烧不稳定致使生成的热量不足。     

超声波测量大尺寸固体火箭发动机燃速的关键技术

确定固体火箭发动机工作时的真实燃速是发动机研制中的难题，而利用超声波测量是目前比较可行的方案。综述了利用超声波测量动态燃速和大尺寸发动机燃速的相关技术，并针对低频超声波开展了钢壳体/推进剂组合件的静态试验和钢壳体固体发动机热试车试验验证。通过综述和试验验证指出采用低频超声波是测量大尺寸固体发动机燃速的最可行的方案，提出进一步的研究方向是优化探头布置方案，并给出超声数据处理的建议。     

肼基三硝基甲烷的合成及其特性

肼基三硝基甲烷（以下简称ＨＮＦ）含有大量的有效氧，可以作为固体推进剂的高能氧化剂使用。而且ＨＮＦ分子内不含卤素，可以用来制造无烟推进剂．介绍了高纯度ＨＮＦ的合成方法、试验方法和所取得的物理化学特性。     

用均匀设计和回归分析法研究燃烧催化剤的作用规律

为了考察了3种催化剂（铅盐、铜盐和炭黑）对固体推进剂燃速的影响，运用均匀设计方法和多元回归数学模型分析研究燃烧催化剂的作用规律。结果表明：在所选的范围内，铅盐和炭黑对推进剂燃速影响较大，铜盐起辅助作用，同时三者存在相互交互作用，并随着压力的变化而呈现不同的表现形式。通过均匀设计试验结果，获得了使固体推进剂燃烧性能较佳的催化剂铅盐、铜盐和炭黑组合。     

用于战术导弹的胶体推进剂

对固体、液体、胶体推进剂的一些重要特性进行了比较，讨论，包括贮存和材料相容性，安全性，销毁措施等；描述了胶体推进系统的应用性能优势；回顾了特雷伍德系统公司（TRW）在胶体推进系统的零部件设计，硬件开发，系统试验上取得的成绩，研究表明，胶体推进剂将成为灵巧战术导弹的首选推进剂。     

PVB基高固体含量螺压推进剂力学性能

为了研究聚乙烯醇缩丁醛(PVB)基高固体含量推进剂的力学性能,采用静态力学试验分析了不同黏度PVB、黏度为45 m Pa·s和300 m Pa·s的PVB配合和增塑剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP)及乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)对PVB基高固体含量推进剂力学性能的影响。采用动态热机械分析(DMA)研究了不同黏度PVB和两种增塑剂对PVB基推进剂动态力学性能影响。结果表明,随着PVB黏度增加,推进剂高温(50℃)拉伸强度增大,常温(20℃)和高温延伸率降低。黏度为45 m Pa·s与300 m Pa·s的PVB以1∶3的质量比配合做粘合剂可使推进剂拉伸力学性能达到含这两种单一黏度PVB的推进剂的中间值。用ATBC替代DBP,推进剂的低(-40℃)、常温延伸率下降33%。含黏度为45 m Pa·s PVB的PVB基推进剂有较强的α-转变。含增塑剂DBP的推进剂有较强的β-转变。     

两种不同基体渗硼层的磨损试验及摩擦学特性分析

介绍了采用45钢和渗碳20钢两种基体进行固体渗硼,将得到的试样作滑动摩擦磨损试验,借助试验过程中所获得各项数据以及显微组织观察,分析了结果发生的原因,提出了有参考价值的结论.     

两种不同厚度Fe70.43Nb10.77Si15.77Cu2.34B0.69非晶带材的组织和低温磁性能

Fe-Si-B非晶材料的低温磁性能是影响其在超导变压器中应用的关键之一。采用单辊甩带法制备两种不同厚度(25、35μm)的非晶带材Fe70.43Nb10.77Si15.77Cu2.34B0.69,使用X射线衍射仪、差示扫描量热仪和振动样品磁强计对非晶带材试样的显微组织、晶化行为和测试温度为20、300 K时的软磁性能进行分析与表征。结果表明:20 K比300 K温度时的非晶带材Fe70.43Nb10.77Si15.77Cu2.34B0.69具有更高的饱和磁感应强度和更低的矫顽力;当测试温度为20 K,25μm非晶带材具有更好的软磁性能,饱和磁感应强度Bs、矫顽力Hc、剩余磁感应强度Br分别为1.016 8 T、10.292 0 A/m、0.028 9 T。     

基于正交试验法的超音速等离子喷涂钼涂层组织及性能研究

为了探索电磁轨道炮轨道材料45CrNiMoVA钢表面耐磨强化的可能,运用超音速等离子喷涂技术在45CrNiMoVA钢表面制备了钼涂层,结合正交试验法对喷涂参数进行了优化,研究了喷涂参数对涂层性能的影响规律、综合性能最佳时涂层的组织和性能。结果表明：喷涂电压115 V、喷涂电流380 A、氩气流量130 L/min、喷涂距离100 mm时涂层具有最佳综合性能,其导电率为6.01% IACS,表观孔隙率低至0.12%,显微硬度及内聚强度分别高达482.3HV_0.1和52.1 MPa;涂层在轻载荷低频率（5 N、5 Hz）下的磨损率略低于基体,但在重载荷高频率（20 N、20 Hz）下的磨损率仅为基体50%左右,表现出良好的耐磨性能,其磨损机理均为粘着磨损和氧化磨损。     

固体推进剂矩形粘接试件的多角度拉伸试验

为采用试件模拟固体火箭发动机燃烧室壳体/绝热层/衬层/推进剂粘接系统同时承受拉伸和剪切载荷的受载状态,设计了符合航天行业标准QJ 2038.1A-2004规定的矩形粘接试件的多角度拉伸夹具。实现了对试件的单纯拉伸、单纯剪切以及拉伸、剪切结合的多种载荷状态。随着拉伸角度由0°增至90°,界面失效时刻对应的载荷由1166 N降至420 N,最大主应力由0.945 MPa降至0.461 MPa,上界面最大主应力集中系数由1.1上升至2.7,下界面最大主应力集中系数则变化较小。试验中试件起裂部位与界面最大应力位置的计算结果一致性较好,可为发动机粘接系统结构完整性分析提供参考。     

阿连特技术系统公司和洛马公司对SLIRBM进行了发动机试验

在美国海军的潜射中程弹道导弹（SLIRBM）助推器系统验证项目中，阿连特技术公司（ATK）和洛马公司已成功试验第一级助推器发动机。在犹他州普罗蒙特里的一个ATK实验室中，ATK公司的改进型Orion 32-7固体推进剂火箭发动机持续50s产生最大推力。     

丁羟四组元推进剂的宽温围压单向拉伸力学行为

为了研究丁羟四组元推进剂在宽温围压条件下的单向拉伸力学性能，采用宽温-围压气体试验系统研究了不同温度（-50 ℃、20 ℃和70 ℃）、不同围压（0.1 MPa、2 MPa与8 MPa）与不同拉伸速率（100 mm·min^-1、1000 mm·min^-1和4200 mm·min^-1）下推进剂力学性能的变化规律。采用SEM扫描电镜与微米CT相结合的手段从细观层面分析宏观力学性能发展的内在细观原因，以此揭示外载荷对高固含量推进剂力学性能的影响机制。研究表明，常温与高温条件下，推进剂的损伤以“脱湿”为主；低温常压下则主要为“脱湿”和颗粒的韧断，当围压增大时会向颗粒的脆断转变，但延伸率随围压的增大仍然增大，分析认为主要是围压抑制了孔洞的产生和损伤的演化；在高围压不同拉伸速率下，常温和高温下推进剂表现出来的力学性能较为接近，这是因为高温会使粘合剂基体与固体填料之间的相互作用减弱，推进剂出现更严重的脱湿，而高围压则会抑制“脱湿”而减弱温度的影响；采用时压等效叠加原理（TPSP）进行最大抗拉强度主曲线拟合分析时，在低温-50 ℃条件下，时间-压强压位移因子与对应围压之间的关系并不符合标准形式，对于高固含量的推进剂而言TPSP叠加原理具有一定的使用局限性。     

ADN/GUDN 双氧化剂对NEPE 固体推进剂燃烧性能的影响（英）

设计并制备了含N?脒基脲二硝酰胺盐（GUDN）和二硝酰胺铵（ADN）的硝酸酯增塑聚醚（ NEPE）固体推进剂样品,测试了推进剂的燃烧性能（燃速和压强指数）、燃烧火焰结构和燃烧波温度分布,并与不含GUDN和ADN的推进剂性能进行对比。结果表明,GUDN/ADN 双氧化剂对NEPE推进剂的燃烧性能有明显的影响,推进剂配方中添加ADN可提高推进剂的燃速和压强指数,含15%、20%和22.5%的ADN替换高氯酸铵（AP）可使推进剂在7.0MPa 下的燃速提高25.30%、36.76%和47.69%,GUDN使推进剂在7.0MPa下的燃速降低18.97% ,而压强指数在1~15MPa提高12.04%,而且在不同压力下含双氧化剂的NEPE推进剂的燃烧火焰结构呈多火焰结构,而且火焰的亮度随着压强的增大而变亮。     

EFP成型飞行及侵彻钢靶特性的数值模拟分析

文中采用LS—DYNA软件，以70mm弧锥结合型爆炸成型弹丸（EFP）侵彻40mm厚45#钢靶数值模拟过程为例，针对弧锥结合型EFP成型、空中飞行和侵彻钢靶过程的特性进行了研究。模拟结果与试验结果相吻合，表明采用的数值模拟方法正确，结果分析合理。为弧锥结合型EFP的研究提供了方法和有价值的特性规律。     

裂纹深度和韧带尺寸对K_c的影响

根据实际构件的特点，主要研究了两种弹体金属材料的非比例试件面内尺寸（α，Ｗ－α）对Ｋ＿（１ｃ）的影响及有效性评价。通过不同试件形状及尺寸的对比试验，初步认为在满足Ｂ≥２．５（Ｋ＿（１ｃ）／σ＿（０．２））￣２的条件下，裂纹深度、韧带尺寸的最低要求是：５８ＳｉＭｎ钢α≥１．７（Ｋ＿（ＩＣ）／σ＿（０．２））￣２、（Ｗ－α）≥２．０（Ｋ＿（１ｃ）／σ＿（０．２））￣２５０ＳｉＭｎＶＢ钢α≥１．６（文中讨论了材料强度级别（σ＿Ｓ／Ｅ）对试件几何尺寸限制要求的影响。     

不同材料基体与复合涂层间的结合强度等性能分析

通过对镀有TiN-MoS2/TiN涂层的不同材料试件及刀具的摩擦学试验,考察了基体的材料及硬度对膜-基结合力、膜层结构等的影响.研究表明,由于Cu基体的氢病和45#钢基体表面易形成碳氢化合物等原因,致使涂层失败;由于基体材料及硬度等的差异,1Cr18Ni9Ti基体与涂层的膜-基结合力等性能优于铝合金基体;当基体材料硬度较高时,涂层后的摩擦学性能也较好.