在貼壁澆注的復(fù)合固體火箭發(fā)動機(jī)中,推進(jìn)劑和襯層界面的脫粘破壞會降低火箭發(fā)動機(jī)工作的穩(wěn)定性和有效性,是結(jié)構(gòu)完整性破壞的主要原因。據(jù)NASA統(tǒng)計,一個世紀(jì)以來的發(fā)動機(jī)事故之中有近1/3是由于界面脫粘引起的。在發(fā)動機(jī)點燃及加速飛行時,由于慣性作用,加上飛行中的高速轉(zhuǎn)動,界面層的剪切作用愈加明顯。本文以丁羥（HTPB）復(fù)合推進(jìn)劑/襯層界面為研究對象,采用實驗與理論相結(jié)合的方法,對發(fā)動機(jī)內(nèi)推進(jìn)劑和襯層界面的剪切（Ⅱ型）界面斷裂特性進(jìn)行研究。（1）內(nèi)聚力模型中損傷變量影響分析。首先引入雙線型內(nèi)聚力模型和指數(shù)型內(nèi)聚力模型。針對HTPB推進(jìn)劑材料和襯層材料的力學(xué)特性,設(shè)計了一種改進(jìn)單搭接層疊試件,介紹了實驗準(zhǔn)備、試件制備與實驗器材等內(nèi)容。采用改進(jìn)單搭接試件進(jìn)行剪切實驗,獲取HTPB推進(jìn)劑/襯層界面Ⅱ型斷裂參數(shù),繼而研究內(nèi)聚力模型中的損傷變量對牽引法則形式的影響,通過多種模型對試件進(jìn)行數(shù)值研究并進(jìn)行分析比較,為使模型更加符合實驗中的演化形式,在此基礎(chǔ)上建立了一種基于損傷變量的自定義內(nèi)聚力模型。結(jié)果表明,改進(jìn)的單搭接試件能夠測定柔韌粘接件間的Ⅱ型界面斷裂參數(shù),采用實驗直接獲取的參數(shù),該自定義內(nèi)聚力模型能夠... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

工程粘結(jié)形式

非Ａ點處的ｃＴｙ為０，否則應(yīng)力不連續(xù)性遍存在。顯然這種況是不合質(zhì)假設(shè)的。Ｗｉｌｌｉａｍｓ［２９］指出，當(dāng)裂紋角度小于１８０°，以及圖１．５?Ｂ所示的這種Ｈ角，即??便沒有自由表面，仍舊存有應(yīng)力不連續(xù)性。需要引入斷裂力學(xué)方法進(jìn)行研宄。按照時間??順序，本節(jié)將分別介紹線彈性斷裂力學(xué)，彈塑性斷裂力學(xué)，擴(kuò)展有限元方法和損傷力學(xué)??方法。這些方法對于近代界面斷裂力學(xué)的進(jìn)步和成熟的界面模型的構(gòu)建方法的提出都起??

虛擬裂紋閉合法（ＶＣＣＴ）是另一種應(yīng)用比較廣泛的裂紋數(shù)值研宄方法，該方法假??設(shè)裂紋擴(kuò)展時釋放的能量也是產(chǎn)生裂紋所需要做的功。當(dāng)應(yīng)變能釋放率達(dá)到斷裂朝性的??時候，斷裂位置的節(jié)點幵始分幵，以此表達(dá)裂紋的擴(kuò)展，可參看圖１．８。ＶＣＣＴ在通過??節(jié)點力和節(jié)點位移計算能量釋放率，也就是裂紋展開所需要的功，每個節(jié)點分開所需要??的功的總和即為總能量釋放率，一旦達(dá)到總能量釋放率，裂紋開始擴(kuò)展。應(yīng)變能釋放率??可以通過ＶＣＣＴ方法計算獲得，并且與網(wǎng)格幾何條件無關(guān)，但在ＶＣＣＴ方法中相位角??是網(wǎng)格相關(guān)的［３２】，為解決這個問題，Ｓｕｎ和（５丨３１１［３３］推演出了準(zhǔn)確的應(yīng)力強(qiáng)度因子Ｋｉ和??Ｋ？，非擺動能量釋放率Ｇ丨與Ｇ丨Ｉ，將這些參數(shù)應(yīng)用于斷裂準(zhǔn)則中，研究界面裂紋的擴(kuò)展??規(guī)律。這個方法的缺點是它假設(shè)了沿著裂紋方向的節(jié)點具有相同的節(jié)點力，不能研究短??裂紋的萌生與擴(kuò)展。這個方法和Ｊ積分一樣，應(yīng)用于有限元分析時存有相同的缺點，即??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]固體火箭發(fā)動機(jī)襯層與藥柱脫粘高能X射線檢測技術(shù)[J]. 鄭偉,鄧安華,劉云峰,劉榮臻.  海軍航空工程學(xué)院學(xué)報. 2014(04)
[2]黏接界面試件拉伸變形破壞過程的數(shù)字散斑相關(guān)方法分析[J]. 姜愛民,李高春,郭宇,邱欣,王玉峰.  航空動力學(xué)報. 2014(05)
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[10]HTPB推進(jìn)劑中增塑劑擴(kuò)散系數(shù)計算[J]. 李紅霞,強(qiáng)洪夫,李新其,王洪偉.  固體火箭技術(shù). 2012(03)

博士論文
[1]復(fù)合推進(jìn)劑熱粘彈性本構(gòu)模型實驗及數(shù)值仿真研究[D]. 許進(jìn)升.南京理工大學(xué) 2013
[2]粘彈性界面斷裂與固體火箭發(fā)動機(jī)界面脫粘研究[D]. 劉甫.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005

碩士論文
[1]復(fù)雜載荷下固體火箭發(fā)動機(jī)裝藥應(yīng)力釋放槽優(yōu)化設(shè)計[D]. 彭超.南京理工大學(xué) 2014



本文編號：3528211