龚建良,樊学忠,李宏岩,王 中

(西安近代化学研究所,西安 710065)

单室双推力发动机装药的瞬态结构完整性分析*

龚建良,樊学忠,李宏岩,王 中

(西安近代化学研究所,西安 710065)

针对单室双推力发动机装药在低温点火工况下结构完整性,为了求解损伤的热粘弹性有限元模型,采用增量有限元方法,获取了装药内部的应力应变场。研究表明,在固化降温时,人工脱粘层对装药头部与尾部起到应力释放的作用,避免了装药与绝热层界面的破坏;同时,装药内部Mises应力值较大的部位是过渡段翼尖处与圆柱段表面。在点火时刻,装药环向应变的值较大部位是圆柱段表面。最后,采用文中方法,可应用于指导发动机装药设计与安全评估。

固体火箭发动机;粘弹性;本构关系;结构完整性;应变软化

0 引言

针对战术防空导弹,由于导弹空气阻力与速度的平方成正比,为了提高导弹射程,采用的动力类型是双推力形式[1]。双推力发动机类型主要分双脉冲、浇铸型单室双推力、自由装填型单室双推力、装填与浇铸混合型单室双推力等,浇铸型单室双推力的装药对壳体具有热防护功能,绝热层可以铺设的较薄,可以通过调整燃面或燃速,改变发动机的推力比,推力比调节范围大,因此,浇铸型单室双推力发动机在战术防空导弹中被广泛采用。

单室双推力发动机装药设计主要有药型设计、内弹道计算与结构完整性分析等,药型设计作为发动机设计的核心部分,为了提高装药的装填比,装药的M数(发动机外径/装药内径)一般较高,长径比大(达到10)[2]。……