本文關鍵詞：NEPE推進劑疲勞損傷特性研究

  更多相關文章： NEPE推進劑 應變率 粘彈性 動態(tài)力學性能 疲勞壽命 損傷變量

【摘要】：在固體火箭發(fā)動機儲存和運輸過程中,推進劑藥柱會承受顛簸振動和溫度循環(huán)等交變載荷,推進劑在循環(huán)載荷環(huán)境中不會發(fā)生瞬時破壞,但長期作用會使藥柱產(chǎn)生疲勞累積損傷,使固體火箭發(fā)動機的結(jié)構(gòu)完整性遭到破壞。NEPE推進劑是一種高顆粒填充比的高能復合推進劑,其力學行為與應變率和溫度相關,本文針對NEPE推進劑在準靜態(tài)和動態(tài)下的力學性能展開系統(tǒng)研究,主要研究內(nèi)容包括：利用材料電子實驗機對NEPE推進劑在不同應變率下進行等速單軸拉伸實驗,得到不同應變率下的應力—應變曲線,分析其率相關特性。在常溫下對NEPE推進劑進行了應力松弛實驗,利用Sorvari法獲得了NEPE推進劑的松弛模量,通過最小二乘法對應力松弛模量—時間曲線進行擬合,得到了松弛模量Prony級數(shù)表達式中的系數(shù)和指數(shù)。分析NEPE推進劑在準靜態(tài)下的力學特征。利用DMA-ELF3200動態(tài)熱機械分析儀測定NEPE在不同溫度和頻率激勵下的動態(tài)力學參數(shù),獲取了NEPE推進劑儲能模量、損耗模量及損耗因子的溫度譜。通過損耗模量主曲線獲得NEPE推進劑玻璃化轉(zhuǎn)變溫度�；跁r間—溫度等效原理對NEPE推進劑動態(tài)粘彈性參數(shù)進行等效疊加,得到頻率譜和移位因子隨實驗溫度變化的規(guī)律。根據(jù)溫度譜和頻率譜分析NEPE推進劑動態(tài)力學性能。在不同溫度和應變幅值條件下開展了NEPE推進劑疲勞實驗研究,采用頻率為10Hz的正弦波,基于實驗數(shù)據(jù)獲得了NEPE推進劑在雙對數(shù)坐標系下的疲勞方程,分析疲勞壽命與應變幅值之間的關系,并研究了溫度對疲勞壽命的影響�；趽p傷力學和粘彈性理論,考慮材料疲勞過程中剛度衰減的特征,建立NEPE推進劑非線性疲勞損傷累積模型。通過五組不同應變水平下的疲勞實驗,獲得了模型參數(shù)并進行驗證。利用CCD顯微鏡進行了微觀組織觀察,分析了應變加載歷史對推進劑顆粒和基體的影響。本文成果為固體火箭發(fā)動機裝藥結(jié)構(gòu)設計提供了參考依據(jù)。
【關鍵詞】：NEPE推進劑 應變率 粘彈性 動態(tài)力學性能 疲勞壽命 損傷變量
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V512
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-22
• 1.1 研究背景、目的和意義12-13
• 1.2 固體推進劑粘彈性力學國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 NEPE推進劑粘彈性力學性能概述13-16
• 1.2.2 疲勞實驗過程中的影響因素分析16-17
• 1.2.3 疲勞損傷方程研究進展17-20
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容20-22
• 2 NEPE推進劑準靜態(tài)下力學性能研究22-35
• 2.1 實驗方法設計以及試件制備22-23
• 2.1.1 實驗夾具與試件設計22-23
• 2.1.2 NEPE推進劑樣品制備23
• 2.2 NEPE推進劑率相關性能研究23-27
• 2.2.1 率相關實驗條件24
• 2.2.2 不同拉伸速率下NEPE推進劑應力-應變曲線24-26
• 2.2.3 拉伸速率對初始模量的影響26-27
• 2.3 NEPE推進劑松弛特性研究27-33
• 2.3.1 應力松弛模量獲取方法研究27-30
• 2.3.2 NEPE推進劑松弛實驗研究30-32
• 2.3.3 NEPE推進劑恒溫松弛模量獲取方法驗證32-33
• 2.4 本章小節(jié)33-35
• 3 NEPE推進劑動態(tài)力學性能研究35-48
• 3.1 NEPE推進劑動態(tài)力學特性研究35-39
• 3.1.1 復模量和復柔量35-39
• 3.1.2 動態(tài)性能與頻率的關系39
• 3.2 動態(tài)性能實驗研究和結(jié)果分析39-47
• 3.2.1 實驗方法39-40
• 3.2.2 NEPE推進劑溫度依賴性分析40-43
• 3.2.3 NEPE推進劑頻率依賴性分析43-47
• 3.3 本章小節(jié)47-48
• 4 NEPE推進劑疲勞壽命方程和損傷模型研究48-65
• 4.1 NEPE推進劑疲勞損傷實驗研究48-52
• 4.1.1 NEPE推進劑疲勞實驗方法確定48-49
• 4.1.2 疲勞失效的定義方法49-50
• 4.1.3 NEPE推進劑疲勞實驗方法50-52
• 4.2 NEPE推進劑疲勞壽命方程擬合結(jié)果52-55
• 4.2.1 加載幅值對疲勞壽命的影響52-54
• 4.2.2 實驗溫度對疲勞壽命的影響54-55
• 4.3 NEPE推進劑疲勞損傷模型研究55-61
• 4.3.1 損傷變量的選取56-58
• 4.3.2 線性疲勞損傷模型58
• 4.3.3 非線性疲勞損傷模型58-59
• 4.3.4 NEPE推進劑疲勞損傷模型59-61
• 4.4 損傷模型與微觀分析61-64
• 4.4.1 實驗結(jié)果與模型參數(shù)獲取61-63
• 4.4.2 NEPE推進劑疲勞損傷微觀分析63
• 4.4.3 NEPE推進劑非線性模型驗證63-64
• 4.5 本章小節(jié)64-65
• 5 總結(jié)65-68
• 5.1 工作總結(jié)65-66
• 5.2 未來展望66-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-74
• 附錄74

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

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本文編號：573613