王鸿丽， 许进升， 刘宗魁， 童心， 周长省

(1.南京理工大学 机械工程学院, 江苏 南京 210094；2.中国船舶重工集团有限公司 第713研究所， 河南 郑州 450015)

0 引言

固体火箭发动机广泛应用于车载、舰载和机载武器装备中，其在全寿命周期受到各种载荷和极端温度变化等多种外界因素的影响，使得固体火箭推进剂装药结构完整性问题变得十分突出。复合改性双基(CMDB)推进剂是固体火箭发动机主要能源之一，因此对CMDB推进剂力学性能的研究十分重要。CMDB推进剂配方中添加大量高氯酸铵、铝粉等固体颗粒物，是一类典型的颗粒填充复合材料，颗粒填充复合材料的力学性能由以下3个因素决定[1]：1)基体与颗粒的力学性质；2)固体颗粒的体积分数；3)颗粒与基体之间的界面性质。Xu等[2]指出固体推进剂内部的微观损伤(颗粒的脱湿、微裂纹和微孔洞的扩展等)是引起材料宏观力学性能非线性的主要原因。对于CMDB推进剂来说，在受载情况下，由于内部结构的变化，材料的力学行为十分复杂。首先，CMDB推进剂是一种典型的黏弹性- 黏塑性材料，具有蠕变和应力松弛现象，屈服强度与塑性流动具有应变率相关性和温度相关性；其次，CMDB推进剂中颗粒材料的加入，使得推进剂内部具有微孔洞和微裂纹等初始缺陷，这些初始缺陷在外载荷的作用下会扩展，即CMDB推进剂在外部载荷作用下伴有损伤的发展，因此材料的本构模型中要考虑损伤的作用。综上所述，需要建立合适的本构模型来描述CMDB推进剂复杂的力学特性。……