刘长猛,杨 轩,李念瑄,王 旭,吴 敏,张镇国*

(1.西安航天动力技术研究所 固体推进全国重点实验室,西安 710025;2.火箭军驻西安第一军事代表室,西安 710025)

0 引言

固体火箭发动机因其具有结构简单、维护方便、工作稳定、长期待命、启动迅速等特点,在导弹及航天动力系统中得到了普遍应用[1]。HTPB复合固体推进剂目前已在固体火箭发动机中得到广泛应用,其材料参数的准确性直接影响到药柱结构的安全裕度,甚至关系到发动机的工作成败。相关研究显示在内压载荷下,固体推进剂的粘弹性泊松比每相对变化1%,可导致药柱的应力-应变响应相对变化10%以上[2-3]。实际工程研制中,受测试手段、计算方法等因素限制,一般将固体推进剂的粘弹性泊松比作为常数处理,但随着导弹总体对固体发动机的性能要求越来越高,目前的粘弹性泊松比处理方法已经不能满足精细化设计的需求。因此,开展固体推进剂的粘弹性泊松比测试技术研究,准确揭示粘弹性泊松比的变化机理,对于支撑新一代固体火箭发动机研制具有重要意义。

国外早在20世纪60年代,SMITH等[4]便讨论了大变形条件下颗粒复合材料的体积变化与粘弹性泊松比的关系,并给出了粘弹性泊松比的计算公式。FARRIS[6]开展了推进剂拉伸过程中的体积膨胀率测量系列试验,但只将体积膨胀数据用于“脱湿”分析,并未将其用于讨论粘弹性泊松比的变化情况。国内方面,赵伯华等[7-9]推导出了拉伸松弛模量E(t)、体积松弛模量K(t)和粘弹性泊松比υ(t)之间的相互关系,并以E(t)、K(t)的实测结果,计算得到了一种改性双基推进剂的粘弹粘弹性泊松比。……