双基固体推进剂率相关性研究

利用材料试验机在不同温度和应变率下对双基推进剂的力学性能进行了系统性的研究.结果表明,双基推进剂力学性能有明显的温度和应变率相关性,在低温(233.15K)下近似为脆性材料,而在常温(288.15K)和高温(323.15K)下呈现出明显的塑性流动.提出了针对双基推进剂屈服值的判断方法.双基推进剂拉伸试样的断面表征也有明显的温度和应变率相关性,系统地分析了双基推进剂拉伸断面形貌特征.对双基推进剂力学性能及其试样断面的变化规律进行分析,为以后双基推进剂的选择和装药的结构完整性分析奠定了基础.     

改性双基推进剂高低应变率下压缩特性试验研究

在室温20 益下,利用分离式霍普金森压杆( SHPB) 和材料万能试验机进行了某改性双基推进剂高低应变率下压缩试验,并对SHPB 试验数据有效性进行了检验,获得了1. 1 伊10 -4 ~4 伊 103 s-1应变率范围内的真实应力-应变曲线。试验结果表明:改性双基推进剂具有明显的应变率相关性。低应变率下,真实应力-应变曲线表现为初始弹性段、屈服及应变强化段和急剧下降阶段, 最后表现为试件沿45毅~55毅斜面发生破坏,且破坏应力和破坏应变均随着应变率增加而增加;高应变率下,真实应力-应变曲线的应变强化阶段消失,表现为应变软化效应。改性双基推进剂的初始弹性模量和屈服应力均随着应变率的增加而增加,且动态相比准静态下增加更加显著。屈服应力为应变率对数的双线性关系,且高应变率下比低应变率下表现出更显著的应变率敏感性。     

改性双基推进剂的力学性能研究——一种含聚氨酯的改性双基推进剂

本文论述了改善CMDB推进剂力学性能的途径,采用PDGAHDI预聚物改善CMDB推进剂的力学性能;研究了NC/NG的比、聚酯的种类和它们的分子量、推进剂组成中预聚物的含量和制备预聚物时的R值对推进剂力学性能的影响;讨论了交联密度对推进剂力学性能的影响。本文为交联改性双基推进剂的研制提供了理论和实验的依据。     

改性双基推进剂的动态断裂实验研究

为研究改性双基推进剂的动态断裂特性,利用直裂缝平台巴西圆盘试件,运用分离式霍普金森压杆系统对推进剂材料进行冲击实验研究。基于一维应力波理论,通过压杆上应变片测定的信号确定试件所受冲击载荷随时间的变化。采用在试件上贴应变片的方法,用记录的最大信号值确定材料的起裂时刻。在验证实验数据有效性的前提下,获得了此种推进剂材料在不同速率下的起裂韧度。结果表明:动态条件下采用应变片测定推进剂材料起裂时刻的方法是可行和有效的;改性双基推进剂材料起裂韧性具有明显的加载率敏感性,起裂韧性随加载率呈线性增长关系。     

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.     

双基推进剂燃速温度敏感度的研究

降低推进剂的燃速温度敏感度对于改进发动机的性能有非常重要的实际意义。对双基推进剂引入催化剂和降速剂能够在提高或降低燃速、使压力指数下降或保持不变的同时，明显降低燃速温度感度系数及其对压力的依赖关系。这是推进剂凝聚相反应机制发生变化造成的。     

改性双基推进剂的力学性能研究－－一种含 氨酯的改性双在推进剂

本文论述了改善CMDB推进剂力学性能的途径，采用PDGA－HDI预聚物改善CMDB推进剂的力学性能；研究了NC／NG的比、聚酯的种类和它们的分子量、推进剂组成中预聚物的含量和制备预聚物时的R值对推进剂力学性能的影响；讨论了交联密度对推进剂力学性能的影响。本文为交联改性双基推进剂的研制提供了理论和实验的依据。     

双基和硝胺改性双基推进剂平台燃烧模型的研究

提出了双基和硝胺改性双基推进剂平台燃烧机理，建立了双基和硝胺改性双基推进剂平台燃烧模型。实验验证结果表明，本模型的公式可定量地再现平台燃烧的超速、平台和麦撒现象全过程，且计算值与实测值符合得较好。     

改性双基推进剂力学性能特点分析

本文对改性双基推进剂主要的力学性能进行了实验研究,测定了玻璃化温度,脆化温度,对不同测定方法所得实验结果进行对比分析,提出改性双基与复合推进剂T_g和T_b的差异。通过对改性双基推进剂不同速度和温度下应力-应变行为的实验,分析了应力-应变行为的特性,与复合推进剂的不同,对使用的影响,特别提出改性双基破坏功的概念。本文还用扭辫分析和动态粘弹谱测定了改性双基的动态力学性能,分析了改性双基转变峰与复合推进剂转变峰的差异,以及在实际应用中的作用。     

高氯酸铵/铝粉—复合改性双基推进剂燃速与热分解的相关性研究

利用高压差示扫描量热(PDSC)法研究了高氯酸铵/铝粉—复合改性双基(AP/Al-CM-DB)推进剂在1.0~13.0 MPa压强范围内的燃速与高压热分解特性的相关性。研究结果表明,AP/Al-CMDB推进剂在1.0~13.0 MPa压强范围内的燃速与高压热分解的相关性模型中需将压强p和放热速度ΔHd/Δθ两个影响因子对推进剂燃速的影响程度分开独立考虑,该相关性符合模型关系式u=kupa[ΔHd/Δθ]b,利用该相关性模型所得的燃速计算值与实测值之间的误差低于2.50%.     

宽温域宽应变率下丁羟四组元HTPB推进剂单轴压缩力学行为

为研究丁羟四组元端羟基聚丁二烯（HTPB）推进剂在宽温域宽应变率下的单轴压缩力学行为,基于万能材料试验机、高速液压伺服试验机、分离式霍普金森压杆,结合可程式恒温恒湿试验机等温控手段,开展了宽温域宽应变率下的推进剂单轴压缩力学性能实验,获取了-40,-25,-10,20,50 ℃ 5个温度下10^-4~10³ s^-1应变率的丁羟四组元HTPB推进剂的应力应变曲线,并建立了HTPB推进剂的分段式单轴压缩率温本构关系。结果表明,HTPB推进剂的力学响应存在显著的率温相关性,在任意应变率下其力学响应都呈阶段性变化,即线弹性阶段-非线性屈服阶段-应变软化阶段或应变硬化阶段;且在高应变率下,非线性屈服行为后的应变软化现象明显弱于低、中应变率。此外,高应变率时,随着温度的降低,应力应变曲线的变化速率逐渐减缓;而低、中应变率却恰恰相反,随着温度的降低,应力应变曲线的变化速率逐渐加快。HTPB推进剂的力学强度随着温度的降低显著增大,温度从50 ℃降低至-40 ℃时,HTPB推进剂试件在宽应变率作用下的最大应力从2.2~8.8 MPa增长至约11~22 MPa。同时基于实验数据构建了分段式率温本构关系,发现其在温度较高时拟合效果更好,能够较好地预测HTPB推进剂的力学行为。     

二维C/SiC复合材料高温压缩力学行为研究

利用电子万能实验机和具有高温同步加载能力的分离式Hopkinson压杆装置,研究了二维碳纤维增韧的碳化硅复合材料在室温293 K~873 K时的准静态及动态压缩力学性能。实验结果表明:材料在高温下仍具有较高的承载能力,与室温时相比其动态抗压强度在873 K时仅下降了10%.分析认为,导致材料压缩强度随温度升高而下降的原因主要是由两个方面共同作用的结果:一是由于热膨胀系数不同引起的残余应力;二是氧化造成的承载能力下降,但氧化行为对该材料破坏强度的影响起到决定性作用。     

16MnR钢的动态拉伸力学性能实验研究

在自制的冲击摆杆-杆型冲击拉伸试验机上,以16MnR钢为研究对象,进行了3个应变率的冲击拉伸实验,得到16MnR钢在不同应变率下的应力-应变曲线。测试结果表明:随着应变率的提高,材料的动态极限强度随之增大,表现出明显的应变率强化效应;通过对冲击拉伸试样断口扫描电镜分析可见,材料断口出现了比较均匀的韧窝,其断裂是韧性断裂;应变率对断口的影响不明显。     

低燃速低燃温双基推进剂燃速与燃烧波特征量的相关性研究

为研究燃速与燃烧波特征量之间的相关性,采用在推进剂内埋设微型热电偶技术,测得了低燃速低燃温双基推进剂的燃烧波结构,并通过数据处理获得了燃烧波的特征量值,包括表面温度、火焰温度、暗区厚度、凝聚相温度梯度和气相嘶嘶区温度梯度。不含催化剂的基础配方燃速随表面温度增大而增大;加入催化剂的配方产生麦撒燃烧,表面温度比基础配方的表面温度有所增加,燃速与表面温度不再是单一的线性关系。火焰温度随压强增大而提高,其与燃速没有明显相关性。结果表明:低燃速低燃温双基推进剂的燃速与燃烧波特征量之间不仅存在线性关系,还存在非线性关系。分析认为是催化剂改变了低燃速低燃温推进剂的燃烧波结构所致。     

结构特征参数和应变速率对泡沫铝压缩力学性能的影响

采用MTS万能材料试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)对具有不同结构特征参数的泡沫铝进行准静态和动态单轴压缩试验,分析了试样高径比、初始密度以及应变速率对其力学行为的影响.实验结果表明:在准静态压缩试验中,高径比越小,塑性屈服应力越高,塑性屈服平台长度越短,归因于端面摩擦效应;初始密度微小的变化都会对泡沫铝的力学性能...     

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。     

浇铸型高能CMDB推进剂的力学性能

研究了硝化棉种类和含量、高氯酸铵粒径,以及双基球和黑索今含量等对复合改性双基(CMDB)推进剂力学性能的影响。结果表明,随着含氮量12.0%的NC的降低,CMDB推进剂20℃和50℃下的拉伸强度和延伸率均显著降低。在CMDB推进剂中添加适量含氮量13.0%的NC和12.6%的NC均有助于提高推进剂拉伸强度;含氮量13.0%的NC不利于改善推进剂的延伸率;而含氮量12.6%的NC有助于提高推进剂的低温延伸率,但对推进剂高温延伸率影响不显著。在CMDB推进剂中添加适量的双基球对提高推进剂的拉伸强度和延伸率均有利。AP的粒径对CMDB推进剂力学性能影响显著,小粒径的AP有利于提高推进剂的拉伸强度,而大粒径的AP有利于改善推进剂的延伸率。随着RDX取代AP量的逐渐增大,CMDB推进剂在高温和常温下的拉伸强度先增大后减小,而延伸率先增减小后增大。     

环境温度对Al-PTFE准静态压缩力学性能及反应特性的影响

为了研究环境温度对铝-聚四氟乙烯(Al-PTFE)反应材料准静态压缩力学性能及反应特性的影响,采用冷压和烧结工艺,制备了尺寸Φ10 mm×10 mm的Al-PTFE试件(Al与PTFE的质量比为:26.5∶73.5)。利用CMT5105微机控制电子万能试验机对不同温度下的试件进行了准静态压缩,得到了材料在相应温度下的应力应变曲线。结果表明,材料的力学性能及反应特性均受环境温度的影响。温度较低时(-18,0,16℃),材料偏脆性,屈服强度高于28.31 MPa,失效应变为1.31～1.49,试件呈剪切破坏;随着环境温度的提高(22,35,80℃),材料延性增强,屈服强度低于20.26 MPa,而失效应变提升至1.84～2.08。形变能力的提升使得试件失效时其吸收的能量沿着横向拉伸应力形成的张开型裂纹瞬间释放,引发试件剧烈反应。