本文關(guān)鍵詞：EPDM絕熱包覆層熱解特性及本構(gòu)模型研究

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【摘要】：三元乙丙(EPDM)作為固體火箭發(fā)動機的絕熱包覆層位于發(fā)動機殼體與推進劑裝藥之間,在發(fā)動機工作過程中,絕熱包覆層可以有效地控制裝藥燃面的變化規(guī)律,得到所需要的內(nèi)彈道性能,從而保證發(fā)動機的正常工作。此外,絕熱包覆層對殼體與藥柱之間應(yīng)力、應(yīng)變的傳遞也起到了重要的緩沖作用,緩解了殼體的震動和沖擊對裝藥燃燒的影響。這就要求絕熱包覆層材料必須具有良好的熱穩(wěn)定性能和力學(xué)性能。本文針對EPDM絕熱包覆層的熱防護機理和本構(gòu)模型展開研究,主要包括以下內(nèi)容：(1) EPDM絕熱包覆層熱穩(wěn)定性實驗研究通過熱重分析確定EPDM絕熱包覆層材料的熱解溫度范圍,結(jié)合能譜分析和微觀結(jié)構(gòu)掃描等技術(shù)手段對熱解材料的微觀結(jié)構(gòu)、物相變化以及元素的成分和含量展開研究。通過實驗結(jié)果分析EPDM絕熱包覆層的熱防護機理,并為其在不同熱解狀態(tài)下力學(xué)行為的變化規(guī)律提供理論依據(jù)。(2) EPDM絕熱包覆層力學(xué)實驗研究通過多步松弛和單軸拉伸兩種實驗方式,獲取不同熱解狀態(tài)下EPDM的平衡響應(yīng)曲線和拉伸曲線。結(jié)合實驗結(jié)果分析材料的粘流特性、率敏感性和超彈性等特征以確定材料的力學(xué)范疇,為建立EPDM絕熱包覆層在不同熱解狀態(tài)條件下的本構(gòu)模型提供了實驗基礎(chǔ)。(3) EPEM原始材料層本構(gòu)模型研究根據(jù)EPDM準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)實驗結(jié)果,采用超彈性模型對平衡響應(yīng)曲線進行擬合,并在此基礎(chǔ)上引入應(yīng)變率參數(shù)函數(shù),以描述EPDM在單軸拉伸實驗中的率相關(guān)特性,從而構(gòu)建了能夠描述和預(yù)測EPDM在有限應(yīng)變率范圍內(nèi)力學(xué)響應(yīng)特性的粘超彈本構(gòu)模型。(4) EPDM熱解材料層本構(gòu)模型研究基于EPDM初始熱解材料在準(zhǔn)靜態(tài)條件下的粘超彈特性,本文構(gòu)建了一個由含熱解溫度項的超彈單元模型和含損傷項的粘彈單元模型并聯(lián)組成的粘超彈本構(gòu)模型；基于EPDM深度熱解材料所呈現(xiàn)出的的彈脆性特征,嘗試采用Ogden(n=2)模型對其進行描述。擬合結(jié)果表明,粘超彈模型和超彈脆性模型均可很好地描述EPDM在不同熱解程度下的力學(xué)行為,為EPDM絕熱包覆層在固體火箭發(fā)動機工作過程中的應(yīng)力、應(yīng)變傳遞提供了一定的理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：固體火箭發(fā)動機 EPDM絕熱包覆層 熱解特性 粘超彈特性 本構(gòu)模型
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V435
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 緒論13-25
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-23
• 1.2.1 EPDM熱防護機理研究進展14-17
• 1.2.2 EPDM本構(gòu)模型研究進展17-23
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容23-25
• 2 EPDM絕熱包覆層熱穩(wěn)定性實驗研究25-33
• 2.1 熱重分析25-27
• 2.1.1 實驗設(shè)備25
• 2.1.2 實驗方法25-26
• 2.1.3 結(jié)果與分析26-27
• 2.2 熱解分析27-28
• 2.2.1 實驗設(shè)備27-28
• 2.2.2 實驗方法28
• 2.2.3 實驗結(jié)果與分析28
• 2.3 微觀結(jié)構(gòu)及成分分析28-32
• 2.3.1 實驗設(shè)備28-29
• 2.3.2 實驗方法29
• 2.3.3 組分分析(EDS)29-30
• 2.3.4 形態(tài)結(jié)構(gòu)分析(SEM)30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 3 EPDM絕熱包覆層力學(xué)實驗研究33-41
• 3.1 實驗材料與實驗設(shè)備33-35
• 3.2 實驗方法35-36
• 3.2.1 多步松弛實驗35-36
• 3.2.2 單軸拉伸實驗36
• 3.3 實驗結(jié)果討論36-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4 EPDM原始材料層本構(gòu)模型研究41-49
• 4.1 超彈模型f(ε)41-44
• 4.1.1 Mooney-Rivlin模型41-43
• 4.1.2 Ogden模型43
• 4.1.3 擬合結(jié)果與分析43-44
• 4.2 粘性項μ(ε,(?))44-46
• 4.3 粘超彈本構(gòu)模型46-47
• 4.4 驗證實驗47-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 5 EPDM熱解材料層本構(gòu)模型研究49-57
• 5.1 粘超彈本構(gòu)模型的建立49-55
• 5.1.1 超彈單元模型49-52
• 5.1.2 粘彈單元模型52-53
• 5.1.3 粘超彈本構(gòu)模型擬合結(jié)果53-55
• 5.2 超彈脆性本構(gòu)模型的建立55-56
• 5.3 本章小結(jié)56-57
• 6 總結(jié)與展望57-59
• 6.1 主要工作總結(jié)57-58
• 6.2 創(chuàng)新點58
• 6.3 未來展望58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-66
• 附錄66-67

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 劉秀;劉艷芳;張大倫;;水分和NG遷移對分子篩改性包覆層性能的影響[J];裝備環(huán)境工程;2007年05期

2 李東林，王吉貴，，仲緒玲;推進劑中硝化甘油向包覆層遷移的研究[J];火炸藥學(xué)報;1995年02期

3 黃洪勇,王澤山;兩種工藝制造的低溫感包覆火藥性能的比較研究[J];火炸藥學(xué)報;2000年01期

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張中水;EPDM絕熱包覆層熱解特性及本構(gòu)模型研究[D];南京理工大學(xué);2016年

本文編號：962725