推進劑結(jié)構(gòu)中的裂紋問題一直是相關的研究重點，由于裂紋的存在而引起的安全問題是導彈可靠性分析的熱點。但是關于界面裂紋的研究，國內(nèi)才剛剛起步。本文針對襯層——推進劑之間的界面裂紋問題作了一系列的有限元研究計算。 本文首先大致介紹了粘彈性材料的基本理論和內(nèi)聚力單元的本構(gòu)模型，列舉了一些國內(nèi)外關于推進劑和界面材料的文獻資料和研究進展。然后，針對推進劑系統(tǒng)界面不存在初始裂紋的情況，運用內(nèi)聚力單元模擬界面的脫粘，分析了在以恒定速率降溫的過程中，界面和推進劑的力學響應，計算出了界面處發(fā)生破壞時的臨界降溫溫差。接著，根據(jù)文獻中關于測量推進劑界面層J積分臨界值的實驗，建立了帶弧度的原始模型和根據(jù)J積分實驗試件而得到的矩形實驗模型。依據(jù)J積分實驗中的載荷條件和邊界約束，計算了兩組模型的J積分。根據(jù)J積分實驗結(jié)果，修正了原始模型在不同溫度下的J積分臨界值，并將其擬合成線性函數(shù)。最后，對原始模型進行降溫溫度載荷的施加，輔以對稱的邊界約束，計算了含有不同長度裂紋的原始模型的J積分值。以J積分臨界值的線性函數(shù)為參照，研究出與不同裂紋長度對應的裂紋擴展臨界溫度。根據(jù)以上分析，得到了一條線性函數(shù)，用于描述裂紋長度與...

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源和背景
    1.2 國內(nèi)外研究進展
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
        1.3.1 推進劑研究內(nèi)容
        1.3.2 襯層 - 推進劑界面研究內(nèi)容
    1.4 導彈發(fā)動機材料組成
第2章 理論基礎
    2.1 粘彈性材料
        2.1.1 一維線性粘彈性本構(gòu)方程
        2.1.2 三維線性粘彈性本構(gòu)關系
        2.1.3 時間一溫度等效原理和主曲線
    2.2 Cohesive單元
        2.2.1 Cohesive單元本構(gòu)模型
        2.2.2 Cohesive單元的損傷模型
        2.2.3 Cohesive單元的損傷法則
        2.2.4 Cohesive單元的損傷擴展法則
        2.2.5 線性損傷擴展法則
    2.3 J 積分
        2.3.1 J 積分的定義
        2.3.2 J 積分的守恒性
        2.3.3 J 積分準則
第3章 溫度載荷下的推進劑內(nèi)聚力模型分析
    3.1 引言
    3.2 模型和載荷條件
        3.2.1 有限元模型
        3.2.2 邊界條件和載荷
    3.3 計算結(jié)果
        3.3.1 界面層的變化
        3.3.2 推進劑的變化
    3.4 本章小結(jié)
第4章 原始模型與J積分實驗模型的比較
    4.1 引言
    4.2 文獻中J積分實驗介紹
        4.2.1 實驗原理
        4.2.2 實驗試件和邊界條件
    4.3 模型和載荷
    4.4 兩組模型在溫度 20℃條件下的裂紋 J 積分對比
        4.4.1 溫度20℃條件下兩組存在10mm雙邊裂紋的模型的對比
        4.4.2 溫度20℃條件下兩組存在15mm雙邊裂紋的模型的對比
        4.4.3 溫度20℃條件下兩組存在20mm雙邊裂紋的模型的對比
        4.4.4 溫度20℃條件下兩組存在25mm雙邊裂紋的模型的對比
        4.4.5 溫度20 ℃條件下原始模型的裂紋 J 積分臨界值
    4.5 兩組模型在溫度60℃條件下的裂紋 J 積分對比
        4.5.1 兩組存在10mm雙邊裂紋的模型的對比
        4.5.2 兩組存在15mm雙邊裂紋的模型的對比
        4.5.3 兩組存在20mm雙邊裂紋的模型的對比
        4.5.4 兩組存在25mm雙邊裂紋的模型的對比
        4.5.5 溫度 60 ℃條件下原始模型的裂紋 J 積分臨界值
    4.6 不同溫度下的原始模型J積分臨界值
    4.7 本章小結(jié)
第5章 推進劑系統(tǒng)界面裂紋的J積分
    5.1 引言
    5.2 模型與載荷分析
    5.3 結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：4038626