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含损伤非线性粘弹性本构模型及数值仿真应用

固体火箭技术 2012年第6期35卷 764-768,772页

作者：孟红磊鞠玉涛中国航天科技集团公司四院四十一所西安710025 南京理工大学机械工程学院南京210094

提出了一种含累积损伤的非线性粘弹性本构方程,通过数值展开,获得该应力更新方程和切线模量矩阵,利用FORTRAN语言编制了自定义材料本构模型子程序,将子程序融合到ABAQUS软件中进行有限元数值仿真。通过验证试验证明了所建立的非线性粘... 详细信息

提出了一种含累积损伤的非线性粘弹性本构方程,通过数值展开,获得该应力更新方程和切线模量矩阵,利用FORTRAN语言编制了自定义材料本构模型子程序,将子程序融合到ABAQUS软件中进行有限元数值仿真。通过验证试验证明了所建立的非线性粘弹性本构方程及数值方法的准确性和实用性,为装药结构完整性数值仿真提供了较为精确的本构模型及材料子程序。

关键词：累积损伤非线性粘弹性数值仿真材料子程序

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改性双基推进剂松弛模量的确定方法

工程力学 2012年第9期29卷 359-362,384页

作者：孟红磊鞠玉涛周长省南京理工大学机械工程学院南京210094

传统的利用静态松弛试验确定松弛模量的方法存在一定的问题,该文针对这一问题,在Joonas Sorvari所做工作的基础上,提出一种改进方法,称之为改进型Sorvari法,并阐述了利用该方法获取松弛模量参数具体过程。进行了改性双基推进剂的拉伸松... 详细信息

传统的利用静态松弛试验确定松弛模量的方法存在一定的问题,该文针对这一问题,在Joonas Sorvari所做工作的基础上,提出一种改进方法,称之为改进型Sorvari法,并阐述了利用该方法获取松弛模量参数具体过程。进行了改性双基推进剂的拉伸松弛试验,并利用提出的改进型Sorvari法得到改性双基推进剂的松弛模量。利用获得的松弛模量建立线性粘弹性本构方程,并预测应力松弛过程,与应力松弛试验结果对比,结果表明:与传统方法和Joonas Sorvari的方法相比,该文提出的方法具有较高的精确度,比较适合改性双基推进剂松弛模量的获取。

关键词：松弛模量粘弹性改性双基推进剂 Sorvari法改进型Sorvari法

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双基推进剂压缩力学性能的应变率相关性研究

弹道学报 2011年第4期23卷 75-79页

作者：胡少青鞠玉涛孟红磊周长省南京理工大学机械工程学院南京210094

为了研究双基推进剂在压缩情况下的力学性能,通过单向压缩方法,获取了压缩速率为1mm/min时不同温度下,以及15℃下不同压缩速率时的压缩试验数据,得到了双基推进剂在压缩情况下的应力-应变的一般变化趋势,双基推进剂的力学性能具有明显... 详细信息

为了研究双基推进剂在压缩情况下的力学性能,通过单向压缩方法,获取了压缩速率为1mm/min时不同温度下,以及15℃下不同压缩速率时的压缩试验数据,得到了双基推进剂在压缩情况下的应力-应变的一般变化趋势,双基推进剂的力学性能具有明显的加载率相关性与温度相关性,屈服应力、屈服时的应变、极限应力及对应的应变均随应变率的变化而有一定的变化.在较高的加载速率下,由于没有有效的散热过程,应变率效应与温度共同影响着双基推进剂的力学性能.

关键词：双基推进剂加载率相关性温度相关性力-温度耦合

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模数对药柱热应力的影响

弹道学报 2011年第3期23卷 74-78页

作者：许进升鞠玉涛周长省孟红磊南京理工大学机械工程学院南京210094

为获得药柱模数对发动机结构完整性的影响,针对某一典型火箭发动机常用的圆孔药柱和星孔药柱,建立温度冲击下的计算模型,基于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,对不同模数的圆孔药柱和星孔药柱受温度载荷的情况进... 详细信息

为获得药柱模数对发动机结构完整性的影响,针对某一典型火箭发动机常用的圆孔药柱和星孔药柱,建立温度冲击下的计算模型,基于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,对不同模数的圆孔药柱和星孔药柱受温度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,分析了不同时刻药柱内不同位置处应力、应变特性,应力、应变随时间的变化规律及最大应力、应变随模数的变化关系.分析结果表明圆孔药柱和星孔药柱内的最大应力值都随模数呈指数形式增长,危险点分别在药柱内壁处和星尖圆弧过渡处,药柱内的应力变化速度均大于应变变化速度.

关键词：药柱模数热应力温度载荷热粘弹性

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双基推进剂装药表面应变测量方法的研究

弹道学报 2012年第2期24卷 62-65页

作者：张建彬鞠玉涛孟红磊周长省南京理工大学机械工程学院南京210094

为了研究直接粘贴应变片对推进剂装药表面应变测量的影响,通过试验研究了某双基推进剂的松弛和蠕变行为,分别获得了推进剂的应力松弛模量和蠕变应变.在获得应力松弛模量的基础上,运用有限元方法分析了应变片对测量推进剂试样表面应变在... 详细信息

为了研究直接粘贴应变片对推进剂装药表面应变测量的影响,通过试验研究了某双基推进剂的松弛和蠕变行为,分别获得了推进剂的应力松弛模量和蠕变应变.在获得应力松弛模量的基础上,运用有限元方法分析了应变片对测量推进剂试样表面应变在蠕变情况下的影响,并与文献中的试验数据进行了对比分析.研究表明,在短时间内应变片的测量结果有一定的精度,该研究可为接触测量方法产生误差机理及量值提供参考,并为数值计算的准确性提供试验依据.

关键词：双基推进剂电测法应变片有限元分析

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改性双基推进剂损伤破坏研究

弹道学报 2011年第2期23卷 79-81,86页

作者：孟红磊鞠玉涛周长省郑健南京理工大学机械工程学院南京210094

从连续损伤力学出发,利用Kachanov提出的损伤演化定律来表征改性双基推进剂的破坏损伤特性.利用等速力破坏试验拟合损伤方程参数,利用损伤方程计算了等速位移下的损伤过程,进行了等速位移破坏试验,利用建立的损伤演化模型计算等速位移... 详细信息

从连续损伤力学出发,利用Kachanov提出的损伤演化定律来表征改性双基推进剂的破坏损伤特性.利用等速力破坏试验拟合损伤方程参数,利用损伤方程计算了等速位移下的损伤过程,进行了等速位移破坏试验,利用建立的损伤演化模型计算等速位移拉伸时的损伤演化过程.结果表明,起初损伤为0,损伤缓慢增长,力值达到某一程度时损伤迅速上升直至推进剂破坏.

关键词：改性双基推进剂破坏连续损伤损伤定律

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变推力固体发动机调节参数的影响分析

固体火箭技术 2014年第4期37卷 475-479页

作者：李逢舟任全彬武渊孟红磊中国航天科技集团公司四院四十一所固体火箭发动机燃烧热结构与内流场国防科技重点实验室西安710025

研究了变推力固体火箭发动机调节参数对调节特性的影响,对流场进行了三维数值模拟,在考虑中心对称流场对喷管侧向力作用的情况下,得出发动机工作过程参数。针对不同的喉部装配结构,分析了推力调节范围和结构所受滚转扭矩的变化,发现喉... 详细信息

研究了变推力固体火箭发动机调节参数对调节特性的影响,对流场进行了三维数值模拟,在考虑中心对称流场对喷管侧向力作用的情况下,得出发动机工作过程参数。针对不同的喉部装配结构,分析了推力调节范围和结构所受滚转扭矩的变化,发现喉部结构间隙使得调节范围和滚转扭矩减小。对导致调节过程推力延迟的关键因素进行了分析,发现调节速度和自由容积与流场参数延迟时间关系密切。计算结果与实验数据吻合较好,可为变推力发动机的设计提供参考。

关键词：变推力固体发动机调节特性推力延迟数值仿真

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基于累积损伤的双基推进剂强度准则及实验

推进技术 2011年第1期32卷 109-112页

作者：孟红磊赵秀超鞠玉涛周长省南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 空军驻江苏地区军事代表室江苏南京210016

国内在对固体火箭发动机装药结构完整性分析时,强度判断准则基本采用传统的结构强度准则,这些强度准则并不能很好地反映固体推进剂材料的强度破坏过程。该文对双基推进剂试件进行了若干不同拉伸速率下的等速率拉伸破坏试验,结合试验数... 详细信息

国内在对固体火箭发动机装药结构完整性分析时,强度判断准则基本采用传统的结构强度准则,这些强度准则并不能很好地反映固体推进剂材料的强度破坏过程。该文对双基推进剂试件进行了若干不同拉伸速率下的等速率拉伸破坏试验,结合试验数据获得损伤方程参数,建立了基于累积损伤的结构强度准则。并利用损伤方程预测试件破坏情况,和试验值吻合较好,说明该基于累积损伤的强度准则能够较好地判断双基推进剂材料的破坏。

关键词：累积损伤双基推进剂强度准则实验

变截面星孔药柱在温度冲击载荷作用下的力学特性

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固体火箭技术 2011年第2期34卷 184-188页

作者：许进升鞠玉涛周长省孟红磊南京理工大学机械工程学院南京210094

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... 详细信息

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。

关键词：变截面药柱有限元法热粘弹性热流变简单材料温度载荷