為適應(yīng)現(xiàn)代局部戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)遠(yuǎn)程推進(jìn)技術(shù)的需求,必然要提高固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能,努力探尋高比沖、長(zhǎng)時(shí)間工作和可控性強(qiáng)的技術(shù)途徑。為滿足自由裝填式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作可靠性,實(shí)現(xiàn)裝藥按特定規(guī)律進(jìn)行燃燒,通常在推進(jìn)劑表面包覆阻燃抗燃的彈性材料。短纖維增強(qiáng)三元乙丙（EPDM）材料耐燒蝕性能優(yōu)異,但是對(duì)于其力學(xué)性能的研究還不夠深入,與其相適應(yīng)的纏繞成型工藝也在初步探索階段。本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)力學(xué)和理論分析,對(duì)短纖維增強(qiáng)EPDM包覆薄膜材料的力學(xué)性能及應(yīng)用展開相關(guān)研究,旨在揭示材料的各向異性力學(xué)特性和破壞機(jī)理,構(gòu)建材料的本構(gòu)模型和拉伸破壞強(qiáng)度準(zhǔn)則,并對(duì)纏繞式EPDM包覆層的力學(xué)行為進(jìn)行研究,具體研究?jī)?nèi)容如下所示:（1）短纖維增強(qiáng)EPDM材料的實(shí)驗(yàn)研究。首先根據(jù)GB/T228-2010標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)單軸拉伸和偏軸拉伸實(shí)驗(yàn)試件,采用不同的拉伸速率,得到材料在各纖維方向的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,并獲取試件的拉伸破壞形態(tài)圖;采用改進(jìn)的單搭接試件進(jìn)行EPDM包覆層/聚氨酯粘接劑體系的Ⅱ型界面脫粘實(shí)驗(yàn),得到界面脫粘載荷-位移曲線,并觀測(cè)到了實(shí)驗(yàn)過程中界面的脫粘情況;利用纏繞方式得到薄壁圓筒狀試件,參照GB/T25048-2010標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)環(huán)... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２絕熱包覆材料燒蝕示意圖??固然，耐燒蝕性能是絕熱包覆材料最重要的性能指標(biāo)，但是，為保證固體火箭發(fā)動(dòng)??

跟應(yīng)力集中現(xiàn)象有關(guān)，裂紋尖端附近存在應(yīng)力奇異性，使得應(yīng)力水平無窮大，最終發(fā)生??破壞。在斷裂力學(xué)中，根據(jù)裂紋開裂模式的不同，可分為三類［６８］：張開型（Ｉ型）、滑移??型（ＩＩ型）、撕開型（ｉｎ型），如圖１．５所示。張開型正應(yīng)力垂直于開裂界面，為法向開??１１??

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，內(nèi)聚力模型被廣泛地運(yùn)用于有限元計(jì)算中，模擬??材料在受載荷時(shí)的裂紋擴(kuò)展過程。通常在開裂路徑之間設(shè)置界面單元，內(nèi)聚力模型定義??界面單元的本構(gòu)關(guān)系，而界面單元存在連續(xù)狀態(tài)單元與離散狀態(tài)單元兩種形式，如圖１．８??所示。連續(xù)狀態(tài)單元的每個(gè)積分點(diǎn)上都采用內(nèi)聚力模型本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算；而離散狀態(tài)??單元中的內(nèi)聚力法則表現(xiàn)為桿或者彈簧的內(nèi)力與節(jié)點(diǎn)張開位移之間的關(guān)系［７９］。??（ａ）連續(xù)狀態(tài)單元?（ｂ）離散狀態(tài)單元??圖１．８內(nèi)聚力模型中的界面單元狀態(tài)??將自定義的內(nèi)聚力模型應(yīng)用于有限元分析計(jì)算時(shí)，必須編制相應(yīng)的用戶材料子程序??（ＵＭＡＴ）。黃劉剛［明基于指數(shù)型內(nèi)聚力模型的非線性張力位移關(guān)系，實(shí)現(xiàn)ＶＵＭＡＴ子??程序的開發(fā)，引入單向斷裂能作為界面失效的判據(jù)，從而模擬復(fù)合材料層合板的裂紋演??化過程。王振清［９（）］等利用指數(shù)型內(nèi)聚力模型實(shí)現(xiàn)了對(duì)形狀記憶合金纖維／環(huán)氧樹脂界面??脫粘過程的數(shù)值模擬。內(nèi)聚力模型能夠有效避免彈性斷裂力學(xué)中的裂紋尖端應(yīng)力奇異??性，但其實(shí)際上只是一種微觀現(xiàn)象的假設(shè)，選用合適的模型參數(shù)和形式，進(jìn)而描述材料??１４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]三元乙丙橡膠耐燒蝕絕熱材料的制備及其結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 安廣亮.北京化工大學(xué) 2013
[2]內(nèi)聚力模型的分析及有限元子程序開發(fā)[D]. 黃劉剛.鄭州大學(xué) 2010



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