大变形下固体推进剂黏弹性本构参数的识别

作     者：李瑞阳 郑战光 孙经雨 钱桂安 蔺跃龙 武锐 刘通 LI Ruiyang;ZHENG Zhanguang;SUN Jingyu;QIAN Guian;LIN Yuelong;WU Rui;LIU Tong

作者机构：广西大学机械工程学院南宁530004 中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室北京100190 内蒙动力机械研究所呼和浩特010010 

出 版 物：《机械工程材料》 (Materials For Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年第48卷第9期

页      面：112-118页

学科分类：08[工学] 080102[工学-固体力学] 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项目(12072345) 

主　　题：非线性黏弹性本构模型 大变形 固体推进剂 参数优化 

摘      要：在ZWT非线性黏弹性本构模型中添加额外的Maxwell单元,建立了非线性广义Maxwell模型(NLGMM)并进行数值离散化,基于Nelder-Mead单纯形算法,使用端羟基聚醚(HTPE)固体推进剂在不同等位移速率下的拉伸试验数据对本构参数进行优化和验证,分析了使用工程应变速率和真应变速率对真应力计算结果的差别。结果表明:经数值离散和参数优化后,建立的NLGMM可以很好地描述HTPE固体推进剂的力学行为,对真应力的计算结果与试验结果的最大相对误差不超过6%。当HTPE固体推进剂发生的变形量较小(真应变不大于0.1)时,使用工程应变速率计算的真应力与使用真应变速率计算结果之间的相对误差不大于5%,此时可忽略变形导致的非线性效应,使用工程应力-工程应变和工程应变速率进行计算来确定NLGMM材料参数;当HTPE固体推进剂发生较大变形(真应变不小于0.4)时,使用工程应变速率计算的真应力为使用真应变速率计算结果的1.33倍及以上,材料变形导致的非线性效应不可忽略,应使用真应力-真应变和真应变速率进行计算来确定NLGMM的材料参数。