基于材料基因工程的AP/Al/HTPB推进剂单轴拉伸性能及脱湿过程计算
2021-07-12董戈,张炜,周星,邓蕾
火炸药学报 2021年3期
董 戈,张 炜,周 星,邓 蕾
(国防科技大学 空天科学学院,湖南 长沙 410072)
引 言
固体推进剂药柱不仅是固体火箭的能量来源,也是固体火箭发动机的承力构件之一。目前,推进剂力学性能是影响推进剂配方设计的重要因素,定应变速率拉伸(单轴拉伸)下推进剂的力学行为是评估推进剂力学性能的常用方法。
传统推进剂配方设计及力学性能调节通常采用“经验+试验型”研发方法[1],即根据经验设计推进剂配方,再经历样品制备、力学性能测试、配方调整、再测试等多轮试验,最终达到指标要求,但该方法的成本很高。
近年来,基于数值模拟的推进剂力学性能细观计算逐渐成为研究热点[2],并在计算模型及参数取值等方面积累了一些成果。许进升等[3]基于应力松弛实验数据,通过“唯象法”回归,获得了prony形式的基体黏弹性模量表达式;职世君等[4]基于Hooke-Jeeves方法,结合推进剂单轴拉伸数据获得填料-基体界面模型参数。然而现有计算模型仍多依赖于实验数据,且未与实际推进剂配方建立联系,不具备对不同体系、不同配方推进剂的普适性。因此,既未充分发挥数值模拟方法的优势,也不能很好地指导推进剂力学性能调节。
“材料基因工程”[5]作为含能材料研发的一种新模式,旨在实现材料研发模式从“经验型”向“理论预测型和设计型”的转变。张炜[6]提出了一种基于材料基因工程的复合固体推进剂力学性能预估方法。材料基因指推进剂配方、组分的分子结构及聚集态结构、组分之间的相互作用等,这些参数是推进剂力学性能的内在因素。……
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