动态加载下HTPB复合固体推进剂双轴压缩试验件设计

作     者：耿挺京 强洪夫 王哲君 王学仁 岳春国 王稼祥 周程哲 GENG Ting-jing;QIANG Hong-fu;WANG Zhe-jun;WANG Xue-ren;YUE Chun-guo;WANG Jia-xiang;ZHOU Cheng-zhe

作者机构：火箭军工程大学导弹工程学院陕西西安710025 西安航天化学动力有限公司陕西西安710025 

出 版 物：《含能材料》 (Chinese Journal of Energetic Materials)

年 卷 期：2021年第29卷第7期

页      面：592-598页

核心收录：

学科分类：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] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 0811[工学-控制科学与工程] 0702[理学-物理学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助(11772352) 陕西省高校科协青年人才托举计划资助(20190504)。 

主　　题：固体推进剂 双轴压缩 试验件构型 有限元 力学性能试验 

摘      要：为研究固体推进剂的动态双轴压缩力学性能,需确定与试验机、试验夹具相适配且满足双轴变形特性要求的推进剂试验件最优构型。基于有限元数值仿真计算,获得了双轴压缩加载下八种不同构型的三组元端羟基聚丁二烯(HTPB)复合固体推进剂试验件变形的应力云图,并通过开展动态加载下对应推进剂试验件的力学性能试验对最优构型进行了验证。结果表明:小变形条件下(应变10%以内)所有试验件的应力云图均呈现整体均匀分布的特性,但长宽比大于1的试验件变形时不再满足平面应力状态的要求。选取平面应力平均值、平面应力离散度、整体应力稳定系数和应力集中系数作为推进剂试验件构型优化指标,对比分析得出边长为25 mm的正方体推进剂试验件为最优构型。最后,通过分析动态加载下双轴压缩试验获得的应力-应变曲线特性,验证了最优试验件构型设计的有效性。