邸 克，杨月诚，张昆鹏

(第二炮兵工程大学601室，西安 710025)

0 引言

固体火箭发动机推进剂/衬层界面裂纹问题是影响固体发动机工作可靠性的关键因素。因此，该类问题一直受到学者们的广泛关注。人们主要采用实验和以有限元为主的数值方法对其研究。在实验方面，阳建红等［1］采用X射线观测了推进剂的脱粘扩展试件燃烧过程。在有限元法方面，王至存等［2］对推进剂/衬层/绝热层矩形粘结试件进行了三维粘弹性应力分析，蒙上阳等［3］计算了推进剂/衬层中不同深度脱粘裂纹的应力强度因子。但该类界面粘结区域的细观结构或模量对裂纹的影响研究尚未见报道，其根本原因是缺乏一个合适的推进剂/衬层界面力学模型。

为有效地研究界面力学问题，人们提出了多种界面模型，如理想界面模型［4］、粘着层界面模型［5］和接触界面模型［6］等。而对真实情况下的NEPE推进剂/衬层界面，吴丰军等［7］应用纳米压痕仪证实了它是模量和硬度呈现梯度变化的结构，这为功能梯度界面层模型在推进剂/衬层界面裂纹中的应用提供了实验基础。功能梯度界面层模型［8］是将双材料界面粘结区域视为功能梯度材料(FGM)，并充分考虑了细观层面的界面粘结结构对整个模型的影响。早期，该模型一般采用某一种函数［9］表示界面层材料属性的变化。而在最近几年，人们将界面层划分成两层［10］或多层［11］。其中，每一层内分别采用了不同的函数描述材料属性分布。

在多数情况下，人们对于功能梯度界面层模型的研究采用理论推导方法，通过求解奇异积分方程获得裂纹的应力强度因子。……