固体火箭发动机粘接界面参数识别与损伤破坏数值模拟
2021-04-06李高春韩永恒王哲君钱仁军
含能材料 2021年3期
关键词:界面
伍 鹏,李高春,韩永恒,王哲君,钱仁军
(1. 海军航空大学,山东 烟台 264000;2. 海军装备部驻北京地区军事代表局,北京 100071;3. 火箭军工程大学,陕西 西安710025)
1 引言
固体火箭发动机的推进剂/衬层/绝热层界面是薄弱环节,发动机在受到外部载荷的作用时,容易在该界面处发生脱粘[1-2]。界面脱粘之后导致药柱的燃面扩大,容易造成发动机爆炸等事故[3],因此对发动机粘接界面损伤破坏的研究一直是国内外关注的重点。目前对粘接界面的研究方法主要包括试验研究、有限元模拟等[4-6]。试验研究可以获得粘接界面的力学性能等信息,例如采用QJ2038.1A-2004[7]方法对矩形粘接试件进行拉伸试验可以获得界面的粘接强度。邱欣[8]对粘接试件进行了多角度拉伸试验,发现不同拉伸角度下,粘接试件具有不同的粘接强度。试验研究不易定量给出粘接界面的损伤演化信息,因此对粘接界面进行数值模拟引起了人们的重视。通过建立粘接试件的有限元模型,能够得到拉伸过程的应力应变演化特点。王至存[9]建立了粘接试件拉伸过程的粘弹性有限元模型,得到了拉伸过程粘接试件的应力应变分布情况。常规的有限元模拟由于缺乏相关的界面损伤本构,因此不能较好地反映拉伸过程界面的损伤情况。在双材料界面位置处设置界面单元,并且采用相应的界面损伤本构,能够定量地描述界面的损伤演化特点,近年来成为学者研究的热点[10-11]。姜爱民[12]将界面单元应用于矩形粘接试件拉伸过程的数值模拟,取得了较好的效果。……
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