复合推进剂中应变率压缩载荷下力学特性研究

《复合推进剂中应变率压缩载荷下力学特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、复合推进剂中应变率压缩载荷下力学特性研究夏志超2015年6月中图分类号：V435.1UDC分类号：621复合推进剂中应变率压缩载荷下力学特性研究作者姓名夏志超学院名称宇航学院指导教师隋欣副教授答辩委员会主席魏志军教授申请学位工程硕士学科专业航天工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月InvestigationontheMechanicalPropertiesofCompositePropellantunderMediumStrainRateCompressiveLoadCandidateName：ZhichaoXiaSchoolorDepart

2、ment：SchoolofAerospaceEngineeringFacultyMentor：Assoc.Prof.SuiXinChair,ThesisCommittee：Prof.ZhijunWeiDegreeApplied：MasterofEngineeringMajor：AerospaceEngineeringDegreeby：BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标

3、注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要固体推进剂是弹箭武器的主要能源材料。弹箭武器在使用的过程中，固体推进剂会承受不同温度不同应变率下的载荷，而这有可能会破坏发动机的装药结构完整性，从而发生灾难性事故。为更准确地分析装药在高过载下的力学特性，本文对复合推进剂进行了不同温度不同应变率载荷下的单轴压缩实验，建立起描述其力学特性的

4、本构模型。本文利用万能材料试验机和高应变率试验机对复合推进剂在不同温度下进行了-42-1单轴压缩试验，获得了推进剂在10~10s应变率范围内的力学实验曲线。实验结果-1表明，复合推进剂为率敏感性材料。其初始模量在低应变率（<1s）和中应变率-1（1~100s）载荷下均与应变率对数呈线性关系。同时复合推进剂的力学特性也与温度相关：随着温度的提高，材料发生了软化，其力学特性下降。分析中应变率载荷下-1的实验数据，发现复合推进剂在应变率为100s时具有明显的应力波效应及应变率不恒定性。通过遗传算法获得了ZWT本构模型方程中的各系数，发现ZWT模型能很好-42-1的

5、描述复合推进剂在应变率为10~10s载荷下应变为30%内的力学特性，该模型能为火箭发动机设计及装药结构完整性分析提供理论支持。除此之外，建立了复合推进剂高应变率本构模型，分析结果表明，该模型不能用于描述复合推进剂在中应变率载荷下的力学特性。关键词：复合推进剂；中应变率；ZWT本构模型；遗传算法I北京理工大学硕士学位论文AbstractSolidpropellantisthemainenergyformissiles.Thesolidpropellantwillwithstandloadatvariedtemperatureandstrainratewhent

6、hemissilesareused,whichmaydestroythestructuralintegrityofpropellant,thusleadstoacatastrophicaccident.Inordertoaccuratelyanalyzethemechanicalpropertiesofpropellantunderhighoverload,theuniaxialcompressiveexperimentsofcompositepropellantwereperformedatvariedtemperatureandstrainrate.Fi

7、nally,aconstitutivemodelwhichcandescribethemechanicalpropertieswasestablished.Inthispaper,theuniaxialcompressiveexperimentsofcompositepropellantwereperformedonuniversaltestingmachineandhighstrainratetestingmachineatvariedtemperature.Andtheresultingstress-straincurveswereobtainedats

8、trainratebetween-4-12-110s