為從細觀角度研究高能硝酸酯增塑聚醚（NEPE）推進劑的破壞機理,采用分子動力學(xué)算法生成細觀顆粒填充模型,利用Python腳本語言在顆粒與基體界面及基體內(nèi)部嵌入零厚度粘結(jié)單元。針對NEPE推進劑延展性失效特點,基于多項式內(nèi)聚力法則建立一種多項式-梯形內(nèi)聚力法則,并進行子程序VUMAT開發(fā)。對比考慮顆粒與基體界面脫濕及基體失效的數(shù)值模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn),NEPE推進劑顆粒與基體界面脫濕引起基體內(nèi)部形成孔洞,孔洞周圍形成的高應(yīng)力區(qū)是導(dǎo)致推進劑開裂的關(guān)鍵。實驗驗證得知,多項式-梯形內(nèi)聚力法則較雙線性內(nèi)聚力法則和多項式內(nèi)聚力法則能更準確地描述推進劑的失效過程。 

【文章來源】：兵工學(xué)報. 2020,41(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

NEPE固體推進劑顆粒粒徑分布

根據(jù)文獻[13]得知，當代表性體積單元的尺寸為最大粒徑尺寸的3～5倍時，則認為代表性體積單元有效。因此，本文根據(jù)圖1填充顆粒粒徑分布規(guī)律得到推進劑細觀顆粒模型的代表性體積單元，如圖2所示，其尺寸為1 000μm×1 000μm．由于Al粉顆粒的粒徑小且數(shù)量多，若直接對該模型進行網(wǎng)格劃分，將會降低網(wǎng)格質(zhì)量并影響計算結(jié)果的收斂性。文獻[14]通過實驗證明，Al顆粒作為加速復(fù)合推進劑熱分解的添加劑，不會引起顆粒與基體界面脫濕。因此采用Mori-Tanaka解析法[15]將Al顆粒對推進劑力學(xué)性能的影響等效到基體中，在計算時只考慮AP顆粒的影響。材料參數(shù)如表2所示。1.2 粘結(jié)單元

2)遍歷整個模型集合，劃分顆粒單元與基體單元的公共節(jié)點及基體單元內(nèi)部公共節(jié)點，并建立新的單元集合。如圖3(a)所示，深色部分為AP顆粒單元，淺色部分為基體單元。3)將所有公共節(jié)點拆分并重新編號，保留新舊節(jié)點坐標對應(yīng)關(guān)系，如圖3(b)所示，節(jié)點4被拆分為節(jié)點4和節(jié)點13，節(jié)點6被拆分為節(jié)點7和節(jié)點10.

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于微CT技術(shù)的丁羥推進劑脫濕定量表征方法研究[J]. 劉新國,劉佩進,強洪夫,張勇.  推進技術(shù). 2019(05)
[2]GAP復(fù)合固體推進劑細觀結(jié)構(gòu)演變特性[J]. 周水平,唐根,龐愛民,吳芳,徐海元,宋會彬.  固體火箭技術(shù). 2018(05)
[3]基于高速數(shù)字圖像相關(guān)法的疲勞裂紋尖端位移應(yīng)變場變化規(guī)律研究[J]. 高紅俐,劉歡,齊子誠,劉輝,鄭歡斌.  兵工學(xué)報. 2015(09)
[4]基于Hooke-Jeeves算法的撓性粘接件的高效內(nèi)聚反演分析[J]. 周清春,鞠玉濤,周長省.  工程力學(xué). 2015(04)
[5]粘接界面彈塑性內(nèi)聚力模型子程序開發(fā)[J]. 張軍,賈宏,田陽.  鄭州大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2014(01)
[6]PZT薄膜界面分層破壞的內(nèi)聚力模擬[J]. 閆亞賓,尚福林.  中國科學(xué)（G輯:物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué)）. 2009(07)
[7]NEPE推進劑應(yīng)力分布的數(shù)值模擬及損傷破壞趨勢分析[J]. 陳煜,劉云飛,夏吉東,譚惠民.  含能材料. 2009(01)

博士論文
[1]復(fù)合固體推進劑細觀損傷機理及本構(gòu)模型研究[D]. 韓龍.南京理工大學(xué) 2017



本文編號：3372437