王雪坤，王春光，史宏斌

(1.西北工业大学 航天学院，西安 710072;2.中国航天科技集团公司四院第四十一所，西安 710025)

0 引言

近年来，随着固体火箭发动机的设计工作压强不断提高，柔性接头普遍表现出摆动力矩随容压升高而减小的现象［1］。当容压上升到一定值时，摆动力矩会趋近于零或出现负力矩的情况，造成柔性接头失稳。长期以来，国内外在解释这种现象时，都认为是由于柔性接头在受到轴向压缩的情况下，弹性件橡胶材料的剪切模量减小使得弹性力矩下降，最终导致摆动力矩下降，甚至结构失稳［2］。关于在受压时橡胶剪切模量的变化规律，国内外在一些柔性接头上经过系统试验得到了一些经验公式［3－5］，但是还没有进行过有关弹性件橡胶材料受压时的剪切性能研究。

本文针对柔性接头弹性件材料，进行了单轴拉伸和平面拉伸试验，测得弹性件的材料参数［6－7］。结合四重片的单纯拉伸和压缩试验及有限元数值模拟，设计了符合柔性接头受力模式的双轴加载试验装置和试件，测定橡胶材料剪切模量随压强的变化规律，并对试验过程进行数值模拟，得到一些重要结论。本文还数值模拟了柔性接头摆动过程，得出了摆动力矩随压强升高而减小的内在原因。

1 弹性件材料常数测定

单轴拉伸和平面拉伸试验曲线如图1所示，对橡胶材料的三阶五项式本构模型［6］、一阶 Mooney模型、Yeoh模型进行了系数拟合。其中一阶Mooney模型是常用的两参数模型，Yeoh模型是三阶Mooney模型的减缩形式，也是分析橡胶特性时较常用的模型，所以选取这2种模型与三阶五项式的结果进行对比，以确定橡胶材料合理的本构模型。……