HTPB推进剂装药蠕变行为及影响因素
2021-07-12赵汝岩卢洪义
火炸药学报 2021年3期
王 鑫,赵汝岩,卢洪义,刘 磊,伍 鹏
(1.中国人民解放军91851部队,辽宁 葫芦岛 125000;2.海军航空大学,山东 烟台 264001;3.南昌航空大学,江西 南昌 330063)
引 言
固体火箭发动机在点火发射之前,一般需经历长时间的贮存阶段,对于垂直发射的导弹而言,还需经历立式贮存状态。固体推进剂作为装药的主要材料,由于其黏弹特性,性能会随着时间和环境发生变化,进而导致松弛和蠕变等特殊行为。基于此,长时间的定负载作用下,固体推进剂装药会产生蠕变行为,积累蠕变损伤,严重时将使装药构型发生变化,影响内弹道性能,对于体积大、质量高且需经历立式贮存的发动机而言,蠕变现象将更加明显[1-3]。因此,自重载荷作用下发动机装药的蠕变行为及影响因素研究显得尤为重要。
国内外研究者针对不同种类推进剂蠕变特性展开了相关研究,Bihari[4]采用Kelvin-Voigt模型对HTPB推进剂黏弹性进行了研究,利用动态力学分析仪记录蠕变过程,建立蠕变数学关系式。Khokhlov[5]研究了黏弹塑性材料的非线性Maxwell本构关系,可用于材料耗散、松弛及蠕变等多种现象的定性模拟。李冬等[6]利用-10~50℃范围内4种应力水平下的蠕变试验,研究了某双基固体推进剂的非线性蠕变特性。Zhang等[7-8]开展了20℃和50℃下双基推进剂的蠕变实验,并采用不同模型进行了验证。王鸿丽等[9-10]为描述材料的力学性能,利用一系列改性双基推进剂蠕变—回复试验和定加载率—回复试验结果,相继推导了黏弹性—黏塑性和黏弹性—黏塑性—黏损伤本构模型,且后者预测能力明显提高。……
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