摘要：为使双脉冲发动机软隔层在指定位置打开,应用断裂力学理论,设计了一种新式的粘接式软隔层结构。通过力学实验,获取了EPDM材料本构参数和粘接层的断裂力学参数,对力学实验进行了有限元仿真计算和反演识别,验证了有限元分析的可行性。采用显式动力学的方式,模拟了粘接式软隔层的承压打开过程。仿真结果表明,软隔层在打开过程中未达到破坏应变,隔层可在预定粘接层处安全打开,打开所需时间仅4.75 ms。研究结果可为发动机软隔层的设计提供参考。

摘要：在软隔层式双脉冲发动机中的设计过程中,软隔层的变形及破坏是一个很重要的问题。传统的表征橡胶类材料的超弹本构模型不能准确描述软隔层在工作过程中的变形及失效行为。为此,在 Volokh 等提出的含能量限制器的黏超弹本构模型的基础上,引入含率相关项的能量限制器,使其能够描述 EPDM 软隔层在单轴拉伸时的断裂伸长率的率相关性。为获取模型参数,进行了单轴拉伸试验,并采用最小二乘法拟合出模型参数。最后,利用所建的本构模型与试验结果进行了比较,比较结果表明模型能较好地预测 EPDM 在单轴拉伸时的失效行为。

摘要：由于火箭发动机喷管所需的扩张比与冲压发动机喷管不同,在整体式火箭冲压发动机中,需要设计一个可同时满足2种发动机工作要求的喷管(组合喷管)。提出了一种插入式组合喷管的原理,并给出了组合喷管型面的设计方法。根据某一制式火箭发动机具体设计了一个插入式组合喷管,并通过数值计算和实验,与原制式锥型喷管进行了对比研究。结果表明,新设计的组合喷管与原制式锥形喷管相比,推力仅相差2%以内,但其长度缩短了32.45%,证明文中给出的插入式组合喷管型面的设计方法准确有效,且组合喷管具有明显的优越性。

摘要：建立考虑温度及应变率因素的适用于粘弹性固体推进剂的破坏准则,通过对NEPE复合推进剂试件在6组不同环境温度（-50~50℃）下进行了5组不同拉伸速率（1~500mm/min）的等速率拉伸破坏试验,结合试验数据获取损伤模型参数,建立了考虑温度及应变率因素的基于累积损伤的结构强度准则。并利用建立的损伤模型来预测推进剂试件在选定温度（20℃,-50℃）及应变率条件下（20mm/min,200mm/min）的破坏情况,预测结果与试验数值吻合较好,说明该损伤模型能够较好地描述NEPE推进剂材料的破坏过程,可在一定温度（-50~50℃）及应变率（1~500mm/min）范围内作为一种普遍适用的推进剂破坏准则。

摘要：基于热传导方程,对装有变截面星孔药柱的火箭发动机物理模型进行了合理简化,并根据推进剂材料的粘弹性本构关系,结合热流变简单材料的特性,对其受温度冲击载荷的情况进行了数值计算,得到温度冲击载荷作用下药柱的实时温度场及应力-应变特性,分析了星尖处的应力随时间的变化及在药柱长度方向上的变化规律,得到药柱肉厚及温度冲击都会对应力产生影响;进一步讨论了随着扩张角增大,初始通气参量会下降很多,但药柱内最大应力值会有所增大,因此选取合适的扩张角,可权衡初始通气参量与最大应力之间的问题,对药柱设计有一定参考价值。

摘要：为探究端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂在低温下的疲劳特性,结合空空导弹在使用中的实际情况设计了包含不同应变幅值和加载频率的高周疲劳实验.实验在动态热机械分析仪上进行,温度保持为-50℃,加载频率设定为50,100,150Hz.为了考察低温下HTPB推进剂微小预变形对疲劳特性的影响,在动力循环加载前进行了准静态加载.疲劳实验后对试件实施单轴恒速拉伸,以获取疲劳后推进剂的力学参数.结果表明:在其他条件不变的情况下,疲劳应变幅值和加载频率越大,材料力学性能劣化程度越大,所累积的疲劳损伤量越大.初始阶段的准静态加载对推进剂疲劳特性起消极影响,低温高频下推进剂的疲劳损伤演化呈现出非线性,随着疲劳次数的增加,疲劳损伤增速由快变缓.

摘要：采用随机算法生成了指定体积分数的复合固体推进剂细观分析模型。通过有限元方法及对细观场量的均匀化处理,对复合固体推进剂不同随机分布、颗粒尺寸分布及在不同应变水平下的力学响应进行了数值模拟,研究了颗粒分布随机性及颗粒大小对推进剂松弛性能的影响,并预测推进剂在宏观上的松弛行为。类比于时间温度等效原理,建立了复合推进剂时间-应变等效,并通过该原理将各应变水平松弛曲线沿时间轴平移,得到复合推进剂的预测松弛模量主曲线,预测结果与试验结果吻合较好。通过该方法生成的细观分析模型,可直观描述细观结构损伤对推进剂松弛力学性能的影响,并可在一定程度上预测不同配比方案复合推进剂的宏观松弛行为,对复合固体推进剂的配方设计及固体火箭发动机装药设计具有一定的指导意义。

摘要：为研究某圆柱形带壳推进剂装药的枪击响应特性,设计了一种12.7 mm子弹撞击试验。利用高速摄影机记录带壳装药在子弹撞击下的响应过程,并测试不同距离、方位处的空气超压及壳体破片速度,同时进行带壳装药在理想爆轰条件下的数值计算,得到了带壳装药的能量释放率。一共开展了四次圆柱形带壳装药的枪击试验,前三次装药发生了爆燃反应,第四次几乎无反应。结果表明:子弹撞击位置对圆柱形带壳装药的反应和能量释放率有较大影响,当子弹垂直入射带壳装药轴线后,推进剂发生点火、冒烟、熄火和低压燃烧的时序响应,其相对能量释放率为1.146%;而当子弹撞击位置偏离轴线一定距离时,推进剂几乎无反应,其相对能量释放率仅为0.473%;推进剂的反应对壳体破片有加速效应,带壳装药发生爆燃反应时的破片速度可达428.6 m·s^-1,而几乎无反应时的最高破片速度仅有70.1 m·s^-1。

摘要：在设计固体火箭发动机时,药柱内外径比值通常定义为m数,为研究组合装药的长径比与m数在温度载荷下对装药结构完整性的影响规律,通过基于三维线粘弹性模型,同时选择9种长径比以及7种m数为参数的组合装药,对63组数据进行建模,计算并分析组合装药的结构完整性。结果表明,药柱危险点情况受到m数与长径比的作用,且在m数一定的情况下,当长径比大于4时,药柱危险点数值的变化幅度趋于稳定。

摘要：为研究HTPB推进剂细观结构组成对其力学性能的影响,基于分子动力学算法生成了HTPB推进剂的细观颗粒填充模型,并引入双线性内聚力模型来描述颗粒/基体界面处粘结单元的力学响应。通过数值计算得到了不同配方HTPB推进剂单轴拉伸的应力云图和应力应变曲线。比较发现,在受载过程中RDX颗粒/基体界面几乎不发生脱粘,随着RDX含量的增加,推进剂的初始模量显著降低,但拉伸强度几乎不变。结论对HTPB推进剂配方的优化设计具有一定的参考价值。