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。

Uniaxial Compressive Mechanical Behavior of Four-component HTPB Propellant under Wide Temperature and Strain Rate Range