本文關(guān)鍵詞：粘彈性材料界面結(jié)構(gòu)的破壞行為分析

  更多相關(guān)文章： J積分 粘彈性 內(nèi)聚力模型 界面結(jié)構(gòu) 破壞

【摘要】：固體火箭推進(jìn)劑是一種典型的粘彈性材料,由金屬壁殼-推進(jìn)劑組成的界面結(jié)構(gòu)破壞是發(fā)動(dòng)機(jī)失效的一個(gè)重要環(huán)節(jié),外部載荷和環(huán)境作用以及粘彈性特性改變又是界面處破壞的重要影響因素。本文針對(duì)復(fù)合固體火箭推進(jìn)劑的粘彈性性質(zhì),基于臨界J積分理論和內(nèi)聚力理論研究了推進(jìn)劑界面結(jié)構(gòu)的破壞行為。首先,基于J積分理論研究了不同溫度和拉伸速率作用下,推進(jìn)劑仿真模型的預(yù)制裂紋尖端J積分的變化規(guī)律,通過(guò)界面粘接強(qiáng)度來(lái)確定各個(gè)條件下預(yù)制裂紋發(fā)生擴(kuò)展的臨界J積分值。研究臨界J積分與溫度和拉伸速率的關(guān)系,將這個(gè)關(guān)系作為評(píng)價(jià)特定環(huán)境下推進(jìn)劑界面結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞的J積分準(zhǔn)則。然后,建立推進(jìn)劑界面結(jié)構(gòu)的內(nèi)聚力模型,使用內(nèi)聚力單元模擬連接推進(jìn)劑和金屬壁殼的粘接層結(jié)構(gòu)。基于該內(nèi)聚力模型,模擬在溫度和拉伸速度載荷環(huán)境組合中推進(jìn)劑界面層破壞行為。輸出斷裂消耗的能量變化,以某一速度為裂紋起裂和快速擴(kuò)展的分界點(diǎn),得到推進(jìn)劑界面結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞的臨界能量釋放率,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。研究臨界能量釋放率和溫度、拉伸速率之間的關(guān)系,將這個(gè)關(guān)系作為評(píng)價(jià)特定環(huán)境下推進(jìn)劑界面結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞的內(nèi)聚力準(zhǔn)則。兩類損傷準(zhǔn)則均是斷裂能量關(guān)于溫度和拉伸速率的函數(shù),是通過(guò)不同途徑得到的同一類型的關(guān)系。對(duì)比兩種評(píng)價(jià)界面破壞的準(zhǔn)則,結(jié)合實(shí)際應(yīng)用中的安全考量,得到二者中較好的一種評(píng)價(jià)方法。最后,進(jìn)一步研究復(fù)合固體推進(jìn)劑界面結(jié)構(gòu)的破壞行為,將內(nèi)聚力單元引入到界面層內(nèi)和推進(jìn)劑單元之間,通過(guò)施加載荷和改變環(huán)境因素研究推進(jìn)劑界面的裂紋擴(kuò)展的問(wèn)題。
【關(guān)鍵詞】：J積分 粘彈性 內(nèi)聚力模型 界面結(jié)構(gòu) 破壞
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V512
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 理論基礎(chǔ)17-26
• 2.1 J積分理論17-19
• 2.1.1 斷裂力學(xué)中J積分理論及其意義17-18
• 2.1.2 J積分變形功率的定義18-19
• 2.2 粘彈性理論19-23
• 2.2.1 粘彈性材料的本構(gòu)方程19-20
• 2.2.2 時(shí)溫等效原理20-22
• 2.2.3 Prony級(jí)數(shù)22-23
• 2.3 內(nèi)聚力理論23-26
• 第3章 固體推進(jìn)劑界面結(jié)構(gòu)破壞評(píng)價(jià)方法研究26-42
• 3.1 引言26-27
• 3.2 基于臨界J積分理論的推進(jìn)劑界面破壞數(shù)值模擬27-34
• 3.2.1 基于臨界J積分理論的推進(jìn)劑界面破壞仿真模型27-33
• 3.2.2 不同因素對(duì)臨界J積分值的影響分析33-34
• 3.2.3 小結(jié)34
• 3.3 基于內(nèi)聚力理論的推進(jìn)劑界面破壞行為數(shù)值模擬34-39
• 3.3.1 引言34
• 3.3.2 基于內(nèi)聚力單元的推進(jìn)劑界面破壞數(shù)值模型仿真34-37
• 3.3.3 基于內(nèi)聚力單元的數(shù)值模擬結(jié)果分析37-39
• 3.4 兩類評(píng)價(jià)推進(jìn)劑界面結(jié)構(gòu)破壞的準(zhǔn)則對(duì)比研究39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第4章 含預(yù)制裂紋試樣的裂紋擴(kuò)展和抗斷裂能力分析42-47
• 4.1 引言42-43
• 4.2 粘接層強(qiáng)度對(duì)裂紋擴(kuò)展方向的影響43-44
• 4.3 拉伸速率對(duì)界面裂紋擴(kuò)展的影響分析44-46
• 4.4 小結(jié)46-47
• 結(jié)論47-48
• 參考文獻(xiàn)48-52
• 致謝52

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

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2 周廣盼;尹曉春;鞠玉濤;沈煜年;;HTPB固體火箭推進(jìn)劑啟裂斷裂韌性的試驗(yàn)測(cè)定[J];彈道學(xué)報(bào);2012年03期

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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本文編號(hào)：1052534