固體推進(jìn)劑泊松比的測(cè)量與應(yīng)用一向是困擾固體發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)完整性分析工作者的難點(diǎn)之一。固體發(fā)動(dòng)機(jī)載荷工況復(fù)雜、服役時(shí)間長(zhǎng),因此,藥柱結(jié)構(gòu)完整性評(píng)估問(wèn)題是又一個(gè)復(fù)雜的難題。如何建立推進(jìn)劑合理的本構(gòu)模型并利用模型準(zhǔn)確的表征推進(jìn)劑藥柱在復(fù)雜工況下的應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)是一項(xiàng)重要的研究課題。本文的研究重點(diǎn)是推進(jìn)劑粘彈性泊松比的測(cè)量、老化模型和含粘彈性泊松比的推進(jìn)劑粘彈性本構(gòu)模型及其有限元應(yīng)用。主要研究?jī)?nèi)容如下:基于數(shù)字圖像相關(guān)方法,提出了考慮溫度和時(shí)間效應(yīng)的粘彈性泊松比精細(xì)測(cè)量方法。依據(jù)彈性-粘彈性對(duì)應(yīng)原理,推導(dǎo)了松弛試驗(yàn)條件下粘彈性泊松比的定義式。建立了考慮溫度效應(yīng)的推進(jìn)劑粘彈性泊松比的測(cè)量系統(tǒng),通過(guò)該系統(tǒng)測(cè)量了高低溫環(huán)境下的推進(jìn)劑粘彈性泊松比,分析了不同溫度條件下的泊松比變化規(guī)律,為后續(xù)粘彈性泊松比主曲線的建立奠定了基礎(chǔ)。此外,通過(guò)該系統(tǒng)還研究了縱向應(yīng)變水平、預(yù)緊力對(duì)泊松比測(cè)量結(jié)果的影響規(guī)律。所提方法可為其他粘彈性材料泊松比的測(cè)量提供借鑒。建立了一種基于交聯(lián)度變化的推進(jìn)劑泊松比老化發(fā)展模型,修正了推進(jìn)劑松弛模量的老化發(fā)展方程。開展了推進(jìn)劑加速老化試驗(yàn),對(duì)老化過(guò)程中松弛模量以及泊松比變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),對(duì)實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,確定了松弛模量和泊松比老化方程中的相關(guān)參數(shù)。利用定速拉伸試驗(yàn),對(duì)建立的老化發(fā)展方程進(jìn)行了間接驗(yàn)證。所提泊松比老化發(fā)展關(guān)系可為后續(xù)老化粘彈性本構(gòu)模型的研究奠定理論基礎(chǔ)。基于時(shí)溫等效原理和WLF方程建立了推進(jìn)劑粘彈性泊松比主曲線方程。建立了考慮粘彈性泊松比的推進(jìn)劑本構(gòu)模型�；谠隽坑邢拊椒�,采用完全顯式積分算法推導(dǎo)了增量形式的粘彈性本構(gòu)方程。根據(jù)MSC.Marc用戶子程序編程規(guī)則,確定了本構(gòu)模型對(duì)應(yīng)的一致切線剛度矩陣從而實(shí)現(xiàn)了本構(gòu)模型的有限元應(yīng)用。先后通過(guò)固化降溫、交變溫以及點(diǎn)火增壓工況,分別采用粘彈性泊松比以及彈性泊松比對(duì)藥柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)完整性分析,并對(duì)比了不同類型泊松比對(duì)應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的影響。研究方法和結(jié)果可以為發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱的精細(xì)結(jié)構(gòu)完整性分析提供參考。本文研究成果可以為發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)完整性的精細(xì)化分析提供工具,為進(jìn)一步準(zhǔn)確預(yù)估發(fā)動(dòng)機(jī)壽命奠定基礎(chǔ),具有重要的理論意義與工程應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：V512
【部分圖文】：

第 19 頁(yè)(b) 變形后圖 2.1 DICM 原理示意的相關(guān)系數(shù)取得極值時(shí)可以得到以 P '( x ', y ')為中心的以確定目標(biāo)子區(qū)中心點(diǎn) P '( x ', y ')在 x 和 y 方向的位移( , ) '( , ) 'u x y x xv x y y y 點(diǎn)足夠多的時(shí)候可以得到全部的位移場(chǎng)。圖 2.2（a）和

(b) y 方向位移圖 2.2 x 和 y 方向位移云圖上的每一點(diǎn)都進(jìn)行上面的運(yùn)算，得出全場(chǎng)位移后，，需要采用逐點(diǎn)局部最小二乘擬合法得到光滑連續(xù)可以根據(jù)需要采用二元一次多項(xiàng)式或者二元二次多項(xiàng)式可以表示為0 1 20 1 2( , )( , )u x y a a x a yv x y b b x b y 0 1, b ,b 和2b 為多項(xiàng)式待定系數(shù)。系擬合位移場(chǎng)的表達(dá)式，再利用位移與應(yīng)變之間的子區(qū)的應(yīng)變場(chǎng)。對(duì)于小變形情況，其 Cauchy應(yīng)變計(jì)12( , )( , )( , ) ( , )xyu x yaxv x ybyu x y v x y

(b)圖 2.3 測(cè)量試樣及夾具統(tǒng)括兩部分，圖像采集子系統(tǒng)和測(cè)試環(huán)境子系統(tǒng)，如免環(huán)境光的干擾以及為溫箱提供較亮的視野。此記錄實(shí)時(shí)的數(shù)字圖形信息。在測(cè)量時(shí)，鏡頭的中心貯存和處理由計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理。圖像采集子系統(tǒng)過(guò)與應(yīng)變儀測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，該測(cè)量系統(tǒng)可確測(cè)量要求。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2862956