龙 兵，常新龙，陈 刚，马仁利

(1.第二炮兵工程大学，西安 710025；2.第二炮兵装备部科研部驻航天科技集团一院型号办，北京 100074)



HTPB推进剂裂纹起裂J积分研究

龙 兵1，常新龙1，陈 刚2，马仁利1

(1.第二炮兵工程大学，西安 710025；2.第二炮兵装备部科研部驻航天科技集团一院型号办，北京 100074)

为研究HTPB推进剂的裂纹起裂特性，建立了一种由单试件计算推进剂J积分和JV积分的方法，开展了HTPB推进剂松弛试验和含I型裂纹平板试件J积分试验，标定了试件的裂纹构型因子，得到了推进剂的载荷-虚位移曲线以及裂纹起裂J积分和JV积分值。结果表明，文中建立的方法能够很好地计算推进剂的裂纹起裂J积分和JV积分值，推进剂的J积分和JV积分具有明显的率相关性，随着加载速率的增加，其值也变大，且加载速率对JV积分的影响比对J积分的影响要大得多。

HTPB推进剂；J积分；JV积分；裂纹构型因子；裂纹起裂

0 引言

端羟基聚丁二烯(HTPB)复合固体推进剂广泛用于固体火箭发动机上。固体火箭发动机在固化冷却、运输、贮存和点火时，会受到温度、振动、冲击等不同载荷的作用，这些载荷可能使推进剂药柱内部产生气泡、空穴和裂纹等缺陷。这些缺陷不但会明显改变发动机的内弹道性能[1]，在极端情况下，还可能引起爆燃爆轰等灾难性事故[2]，给国民经济和国防事业造成重大损失。因此，固体推进剂的裂纹起裂及扩展规律等研究，是固体火箭发动机结构完整性研究的重要内容，具有重大意义。

Robert[3]对固体推进剂的平面应变断裂进行了研究，研究主要集中在试样的尺寸以及裂纹长度对断裂参数的影响，通过J积分和裂纹闭合积分计算的应变能释放率相一致。……