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单轴拉伸下NEPE固体推进剂细观结构演化行为研究

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含能材料 2024年第2期32卷 175-182页

作者：李世奇强洪夫陈铁铸王学仁王哲君王广火箭军工程大学智剑实验室陕西西安710025 火箭军工程大学导弹工程学院陕西西安710025

为了分析硝酸酯增塑聚醚(Nitrate Ester Plasticized Polyether,nepe)推进剂在单轴准静态拉伸载荷下细观结构演化行为,基于Micro⁃CT对拉伸过程中nepe推进剂开展了原位观测试验,对nepe推进剂中高氯酸铵(AP)颗粒和初始缺陷的尺寸、形状等... 详细信息

为了分析硝酸酯增塑聚醚(Nitrate Ester Plasticized Polyether,nepe)推进剂在单轴准静态拉伸载荷下细观结构演化行为,基于Micro⁃CT对拉伸过程中nepe推进剂开展了原位观测试验,对nepe推进剂中高氯酸铵(AP)颗粒和初始缺陷的尺寸、形状等细观结构特征进行了表征,获取了单轴拉伸过程中推进剂细观结构的失效过程,并采用孔隙率对nepe推进剂细观损伤的变化规律进行了定量分析,基于nepe推进剂细观尺度上结构的演变规律解释了宏观力学性能变化的原因。结果表明,nepe推进剂初始缺陷尺寸小、体积占比低,平均值为0.12%。单轴准静态拉伸过程中,nepe推进剂的细观失效过程主要包括孔洞形核、生长与汇聚3个阶段;AP颗粒的体积分数虽然低,但是由于容易脱湿通常成为细观损伤的起点;当AP发生一定程度脱湿后,奥克托今(HMX)也会出现明显的脱湿,在分析nepe推进剂细观失效问题时应当考虑HMX脱湿行为的影响。大量细观缺陷的形核与生长是nepe推进剂宏观力学性能进入非线性段的原因,而细观缺陷的不断汇聚使得宏观应力增加落后于应变增加的现象越来越明显。加载过程中孔隙率呈现出先缓慢增加再急剧增加最后增加趋于平缓的变化趋势,孔隙率的变化规律不仅能够定量地反映nepe推进剂细观缺陷的演化阶段,与nepe推进剂宏观力学性能的变化也具有一定的对应关系。

关键词： NEPE固体推进剂细观损伤单轴拉伸奥克托今脱湿

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NEPE固体推进剂含损伤的黏弹性本构研究

应用力学学报 2019年第3期36卷 652-657,762页

作者：徐强胡勤伟沙宝林方钦志西安交通大学航天航空学院西安710049 中国航天科技集团四院四十一所西安710025

作为一种新型高能固体推进剂,nepe推进剂在固体火箭发动机中得到了越来越多的应用。本文首先对NEPE固体推进剂进行了松弛试验和单轴等速拉伸试验,在试验结果的基础上,对积分型本构进行了修正,增加了率的影响函数。考虑到颗粒大小的分布... 详细信息

作为一种新型高能固体推进剂,nepe推进剂在固体火箭发动机中得到了越来越多的应用。本文首先对NEPE固体推进剂进行了松弛试验和单轴等速拉伸试验,在试验结果的基础上,对积分型本构进行了修正,增加了率的影响函数。考虑到颗粒大小的分布,借用Weibull分布函数形式构建了受损面积比与伸长比、应变率的变化关系,建立了一个损伤函数,较好地描述了推进剂拉伸过程中的损伤。综合修正积分本构与损伤函数,给出了NEPE固体推进剂含损伤的黏弹性本构,并用多个速率的拉伸试验曲线进行了验证,结果显示试验值与理论值吻合较好。

关键词： NEPE固体推进剂非线性黏弹性本构模型损伤演化

nepe推进剂在氮气及空气中的点火燃烧特性

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含能材料 2022年第8期30卷 811-818页

作者：涂乘崟陈雄周长省张北辰李连波南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 南京工业职业技术大学机械工程学院江苏南京210023

为了研究nepe推进剂的点火燃烧特性,搭建了CO_(2)激光点火试验平台,使用高速摄影仪拍摄在不同气体环境下nepe推进剂的燃烧过程,通过信号采集系统测量nepe推进剂的点火延迟时间,对nepe推进剂在0.1~3.0 MPa氮气及空气中的点火燃烧特性进... 详细信息

为了研究nepe推进剂的点火燃烧特性,搭建了CO_(2)激光点火试验平台,使用高速摄影仪拍摄在不同气体环境下nepe推进剂的燃烧过程,通过信号采集系统测量nepe推进剂的点火延迟时间,对nepe推进剂在0.1~3.0 MPa氮气及空气中的点火燃烧特性进行了研究。结果表明,环境压强和环境气体会影响nepe推进剂的点火燃烧过程,环境压强越大,nepe推进剂燃烧越激烈,且nepe推进剂在空气中燃烧时比氮气中更加剧烈。nepe推进剂的点火延迟时间随着环境压强的增大而减小,当环境压强从0.1 MPa增大到3.0 MPa时,氮气中的点火延迟时间由0.51 s减小到0.29 s,而空气中的点火延迟时间由0.32 s减小到0.18 s,但是当环境压强大于0.5 MPa时,环境压强对点火延迟时间的影响显著降低。同时环境压强会影响nepe推进剂的燃烧速率,当环境压强从0.1 MPa增加到3.0 MPa时,氮气中的燃速从1.71 mm·s^(-1)提高到4.54 mm·s^(-1),空气中的燃速从2.51 mm·s^(-1)提高到11.4 mm·s^(-1),nepe推进剂在空气中的燃烧速率增长幅度更大。最后通过燃速经验公式进行拟合,表明Vielle燃速公式更适用于表征nepe推进剂在0.1~3.0 MPa下的燃速特性。

关键词： NEPE固体推进剂激光点火氮气空气燃烧特性

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NEPE固体推进剂粘超弹本构模型研究

NEPE固体推进剂粘超弹本构模型研究

nepe推进剂在氮气/空气中的点火燃烧特性

北京力学会第二十七届学术年会

作者：邢睿思王龙侯传涛北京环境强度研究所可靠性与环境工程技术重点实验室

硝酸酯增塑聚醚(nepe)固体推进剂作为固体火箭发动机的动力源,以其高比冲、优良力学性能以及良好低温储存性能等优势,已经成为固体推进剂发展的重要方向。本文针对NEPE固体推进剂,开展了一系列单轴拉伸试验与松弛试验,研究发现材料呈现... 详细信息

硝酸酯增塑聚醚(nepe)固体推进剂作为固体火箭发动机的动力源,以其高比冲、优良力学性能以及良好低温储存性能等优势,已经成为固体推进剂发展的重要方向。本文针对NEPE固体推进剂,开展了一系列单轴拉伸试验与松弛试验,研究发现材料呈现显著率相关特性,随应变率提高,材料应力水平逐步提高。在试验结果的基础上,基于Simo J. C.模型,建立了有限变形下的考虑损伤的粘超弹性本构模型,模型能够准确描述NEPE固体推进剂的单轴拉伸性能,对固体推进剂结构完整性评定具有重要意义,为固体火箭发动机安全工作提供基础。

关键词： NEPE固体推进剂应变率相关粘超弹本构模型损伤演化

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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含能材料 2022年

作者：涂乘崟陈雄周长省张北辰李连波南京理工大学机械工程学院南京工业职业技术大学机械工程学院

为了研究nepe推进剂的点火燃烧特性，搭建了CO;激光点火试验平台，使用高速摄影仪拍摄在不同气体环境下nepe推进剂的燃烧过程，通过信号采集系统测量nepe推进剂的点火延迟时间，对nepe推进剂在0.1～3.0 MPa氮气/空气中的点火燃烧特性进... 详细信息

为了研究nepe推进剂的点火燃烧特性，搭建了CO;激光点火试验平台，使用高速摄影仪拍摄在不同气体环境下nepe推进剂的燃烧过程，通过信号采集系统测量nepe推进剂的点火延迟时间，对nepe推进剂在0.1～3.0 MPa氮气/空气中的点火燃烧特性进行了研究。结果表明，环境压强和环境气体会影响nepe推进剂的点火燃烧过程，环境压强越大，nepe推进剂燃烧越激烈，且nepe推进剂在空气中燃烧时比氮气中更加剧烈。nepe推进剂的点火延迟时间随着环境压强的增大而减小，当环境压强从0.1 MPa增大到3.0 MPa时，氮气中的点火延迟时间由0.51 s减小到0.29 s，而空气中的点火延迟时间由0.32 s减小到0.18 s，但是当环境压强大于0.5 MPa时，环境压强对点火延迟时间的影响显著降低。同时环境压强会影响nepe推进剂的燃烧速率，当环境压强从0.1 MPa增加到3.0 MPa时，氮气中的燃速从1.71 mm·s;提高到4.54 mm·s;，空气中的燃速从2.51 mm·s;提高到11.4 mm·s;,nepe推进剂在空气中的燃烧速率增长幅度更大。最后通过燃速经验公式进行拟合，表明Vielle燃速公式更适用于表征nepe推进剂在0.1～3.0 MPa下的燃速特性。

关键词： NEPE固体推进剂激光点火点火延迟燃烧速率燃烧特性

含CL-20的NEPE固体推进剂能量特性及低特征信号的研究

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含能材料 2001年第4期9卷 145-149页

作者：王申谭惠民金韶华刘云飞盛思源北京理工大学化工与材料学院北京100081 空军第七研究所北京100085

在nepe推进剂基础配方中添加高能氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷 (CL 2 0 ) ,同时降低铝和高氯酸铵 (AP)含量 ,以降低特征信号 ,大幅度提高推进剂的能量特性。对具体配方的能量水平进行了计算 ,研究AP、铝粉和催化剂含量对含CL 2 0的nepe... 详细信息

在nepe推进剂基础配方中添加高能氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷 (CL 2 0 ) ,同时降低铝和高氯酸铵 (AP)含量 ,以降低特征信号 ,大幅度提高推进剂的能量特性。对具体配方的能量水平进行了计算 ,研究AP、铝粉和催化剂含量对含CL 2 0的nepe推进剂能量特性的影响。通过对比分析发现 ,随着AP、铝粉含量的降低和CL 2 0的增加 ,推进剂的比冲增加 ,体系的特征信号降低。

关键词：六砂基六氮杂异伍兹烷 CL-20 NEPE固体推进剂低特征信号比冲能量 AP 铝粉

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含CL-20的NEPE固体推进剂的性能

火炸药学报 2006年第4期29卷 44-46页

作者：宋会彬刘云飞姚维尚北京理工大学材料科学与工程学院北京100081

用高能氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）部分代替nepe推进剂基础配方中的RDX，研究了CL-20含量、粒度大小对nepe推进剂能量性能、燃烧性能、力学性能的影响规律。结果表明，在低铝含量nepe推进剂中加入CL-20后，比冲可提高约54N·s... 详细信息

用高能氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）部分代替nepe推进剂基础配方中的RDX，研究了CL-20含量、粒度大小对nepe推进剂能量性能、燃烧性能、力学性能的影响规律。结果表明，在低铝含量nepe推进剂中加入CL-20后，比冲可提高约54N·s／kg；加入CL-20后，nepe推进剂在各压力点下的燃速明显比含RDX的nepe推进剂燃速高，但压力指数差别不大；随着CL-20粒度的增加，燃速呈现先增后降的趋势，在105～125μm时达到最大值，燃速压力指数则表现为先降后增的趋势，105～125μm时最低，最低值为0．423；随CL-20粒径的变化，nepe推进剂的力学性能有大幅度的变化，粒径为125～154μm时，其综合力学性能最佳。

关键词：爆炸力学六硝基六氮杂异伍兹烷 NEPE固体推进剂燃烧性能力学性能

NEPE固体推进剂化学安定性研究(Ⅱ)——自燃试验研究

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化学推进剂与高分子材料 2008年第3期6卷 39-41页

作者：杜锡娟彭松中国航天科技集团公司四院四十二所安全与贮存评估中心湖北襄樊441003

研究了nepe推进剂在不同贮存条件下的自燃行为,得出样品贮存条件与自燃时间有如下关系:当试样尺寸、贮存条件相同时,温度升高,推进剂最小自燃时间缩短。敞开和密闭的贮存条件对推进剂自燃影响显著。贮存在敞开条件下的样品因尺寸不同最... 详细信息

研究了nepe推进剂在不同贮存条件下的自燃行为,得出样品贮存条件与自燃时间有如下关系:当试样尺寸、贮存条件相同时,温度升高,推进剂最小自燃时间缩短。敞开和密闭的贮存条件对推进剂自燃影响显著。贮存在敞开条件下的样品因尺寸不同最小自燃时间不同。比较敞开与密闭贮存时硝酸酯含量随时间的变化认为,推进剂在敞开和密闭条件下最小自燃时间的差异与硝酸酯挥发存在密切的关系。

关键词： NEPE固体推进剂安定性自燃试验

含六硝基六氮杂异伍尔兹烷的NEPE固体推进剂能量水平分析

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飞航导弹 2002年第2期 53-56页

作者：王申谭惠民金韶华盛思源刘云飞罗运军北京理工大学空军第七研究所

利用怀特最小自由能法和CAD软件对纯nepe/CL 2 0与nepe/HMX进行对比 ,其能量特性计算结果表明 ,当体系固含量为 73%～ 80 %时 ,含CL 2 0和HMX粘合剂体系比冲分别为 2 5 6 1.1N·s/kg、2 4 6 2 .1N·s/kg,前者比后者提高了近4 % ,而体系... 详细信息

利用怀特最小自由能法和CAD软件对纯nepe/CL 2 0与nepe/HMX进行对比 ,其能量特性计算结果表明 ,当体系固含量为 73%～ 80 %时 ,含CL 2 0和HMX粘合剂体系比冲分别为 2 5 6 1.1N·s/kg、2 4 6 2 .1N·s/kg,前者比后者提高了近4 % ,而体系密度比冲的增幅相差更大 ,前者比后者提高 7%以上 ,这对提高战术导弹射程有利。而从燃烧产物对比分析来看 ,CL 2

关键词：六硝基六氮杂异伍尔兹烷 CL-20 HMX NEPE固体推进剂比冲低特征信号能量分析