為分析熱老化后三組元端羥基聚丁二烯（HTPB）推進(jìn)劑在低溫動(dòng)態(tài)準(zhǔn)雙軸加載下的性能,開展了不同熱加速老化時(shí)間、不同溫度和應(yīng)變率條件下推進(jìn)劑的準(zhǔn)雙軸拉伸力學(xué)性能試驗(yàn)及掃描電鏡（SEM）觀察試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:熱加速老化前后,推進(jìn)劑的拉伸曲線趨勢(shì)、力學(xué)性能變化規(guī)律及細(xì)觀損傷形式保持一致,改進(jìn)型非線性模型能夠更好地描述1～100 s^-1應(yīng)變率范圍內(nèi)典型力學(xué)性能參數(shù)隨熱老化時(shí)間的非線性變化關(guān)系。隨溫度降低,老化后推進(jìn)劑的斷面形貌由"脫濕"變?yōu)锳P顆粒斷裂,熱老化、低溫以及高應(yīng)變率載荷的疊加使得推進(jìn)劑的細(xì)觀損傷變得更加嚴(yán)重,但準(zhǔn)雙軸拉伸時(shí)損傷程度相比單軸拉伸時(shí)有所減弱。熱老化32 d、74 d和98 d后-50℃、14.29 s^-1加載條件下的最大伸長率分別為未老化時(shí)室溫、0.40 s^-1條件下數(shù)值的28.79%、27.58%和25.63%,該參數(shù)定義可為分析長期貯存后戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈SRM藥柱在低溫點(diǎn)火條件下結(jié)構(gòu)完整性失效的準(zhǔn)則提供數(shù)據(jù)支持。 

【文章來源】：宇航學(xué)報(bào). 2020,41(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

試驗(yàn)件與試驗(yàn)機(jī)裝配圖

由圖2可知:1)老化后推進(jìn)劑的拉伸曲線均呈現(xiàn)彈性段、損傷段和破壞段三段特性,推進(jìn)劑力學(xué)性能仍受溫度和應(yīng)變率影響明顯。2)隨溫度持續(xù)降低和應(yīng)變率不斷升高,應(yīng)力在較低應(yīng)變處達(dá)到峰值,然后迅速下降。3)相比未老化時(shí)的情況[23],老化后HTPB推進(jìn)劑在低溫動(dòng)態(tài)準(zhǔn)雙軸拉伸時(shí)并未出現(xiàn)“雙峰”現(xiàn)象(如圖2(c)～圖2(d)所示),這進(jìn)一步說明不同熱老化時(shí)間下固體推進(jìn)劑的雙軸力學(xué)性能有明顯區(qū)別。上述有關(guān)現(xiàn)象將在后文討論。2.2 溫度和應(yīng)變率對(duì)老化后力學(xué)性能的影響分析

以熱加速老化32 d后HTPB推進(jìn)劑的典型力學(xué)性能參數(shù)變化進(jìn)行分析,如圖3所示。由圖3可知,熱加速老化后,推進(jìn)劑的準(zhǔn)雙軸拉伸典型力學(xué)性能參數(shù)隨溫度和應(yīng)變率的變化關(guān)系與未老化時(shí)保持一致。即熱加速老化后,初始彈性模量Ebt和最大抗拉強(qiáng)度σbmt仍隨溫度降低和應(yīng)變率升高而不斷增大,且在0.4～14.29 s-1應(yīng)變率范圍內(nèi),這兩個(gè)參數(shù)與應(yīng)變率之間存在明顯的線性對(duì)數(shù)關(guān)系。但最大伸長率εbmt隨溫度降低以及應(yīng)變率升高而不斷減小,-50 ℃、14.29 s-1加載條件下的數(shù)值為室溫0.40 s-1條件下數(shù)值的28.79%。2.3 熱加速老化時(shí)間對(duì)典型力學(xué)性能的影響分析


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