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

作     者：董戈 张炜 周星 邓蕾 DONG Ge;ZHANG Wei;ZHOU Xing;DENG Lei

作者机构：国防科技大学空天科学学院湖南长沙410072 

出 版 物：《火炸药学报》 (Chinese Journal of Explosives & Propellants)

年 卷 期：2021年第44卷第3期

页      面：295-300页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082604[工学-军事化学与烟火技术] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0826[工学-兵器科学与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0827[工学-核科学与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：国防科技基础加强计划(No.2019JCJQZD178) 稳定支持项目基金(No.20-JJGKGYYZ0024) 重点实验室开放基金(No.STACPL220181B05)。 

主　　题：材料基因工程 复合固体推进剂 单轴拉伸 脱湿 跨尺度计算 

摘      要：为克服传统“经验型材料研发模式和“唯象法构建材料计算模型的不足,构建了一种基于材料基因工程的复合固体推进剂单轴拉伸性能预估方法;以高氯酸铵/铝/端羟基聚丁二烯(AP/Al/HTPB)推进剂为例,将填料堆积微结构定义为材料基因之一,建立了可反映推进剂配方的填料微结构最小代表性单元,分别确定了决定填料、基体、填料-基体界面力学性能的材料基因,并建立了材料基因与推进剂单轴拉伸性能之间的构效关系,获得了单轴拉伸条件下推进剂内部的损伤演变规律及应力—应变响应。结果表明,AP/Al/HTPB推进剂的应力—应变曲线可分为弹性段、黏弹性段和损伤段3个阶段;基体的黏弹性形变和填料脱湿会导致推进剂黏弹性模量下降;应变大于15.37%时,脱湿首先发生在粗粒径颗粒上方,随后以先快速、后平稳的趋势沿粗颗粒周向扩展;应变大于21.19%时,中等粒径颗粒开始脱湿;在0~25%的应变范围内细颗粒与基体始终黏接完好。