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HTPB复合固体推进剂内损伤的CT识别

1 引言HTPB复合固体推进剂是一种高聚物多组分的复合材料,固体颗粒含量达86%~90%。随着载荷作用,基体、颗粒界面容易出现微裂纹等损伤,影响推进剂宏观力学性能。CT是在不损伤物体情况下,逐层隔离观察物体内每一断面剖层的密度信息。CT扫描可以识别材料每一层面或指定层面的横截面信息,精确地反映了材料的密度变化与材料细观损伤的统计值。鉴于这种独特的优越性,它作为检测固体材料内部的均匀性并估价变形对材料性能影响是一种较好方法。80年代开始CT技术已应用到工业领域的无损检测[1,2],如复合材料检测、金属结晶状况、冻土、冰、岩土的相变分析[3,4]。本文通过测试HTPB复合固体推进剂的CT数,定量分析其内部损伤(微裂纹分布的密集程度和微裂纹面积的大小)引起材料密度的变化,建立了损伤与宏观力学性能之间的联系。2 CT扫描的检测原理由于不同波长的X射线穿透物质能力不同,不同的物质对同一波长的X射线的吸收能力不同。用一束已知强度为I0的X射...  (本文共4页) 阅读全文>>

《固体火箭技术》2001年01期
固体火箭技术

HTPB复合固体推进剂老化损伤的CT研究

1 引言HTPB复合固体推进剂是一种化学不稳定材料 ,在贮存过程中 ,由于自身结构和外界作用 ,内部会发生化学老化及组分扩散[1] ,这是一个复杂的物理化学过程 ,影响推进剂力学性能。因此 ,研究HTPB复合固体推进剂老化不仅有必要 ,而且对于固体导弹贮存、使用和延寿有决定性的意义。研究推进剂老化一般对推进剂试件加速老化后测试其化学结构、力学性能和燃烧性能等。参考文献 [1 ]从推进剂试件加速老化后其交联度、硬度、力学性能和燃烧性能等方面作了较为系统的实验研究 ,由于老化涉及面较广 ,很难确定引起老化的因素并给出其规律。而损伤力学不考虑引起老化的原因 ,只通过试验考虑老化的综合效应 ,其关键是确定表征材料劣化的特征参数——损伤变量。本文从损伤力学角度出发 ,应用先进的计算机层析识别技术 ,通过测试不同老化程度的 HTPB复合固体推进剂 CT数 [2 ] ,综合老化的各种因素将引起的变化 ,用 CT数定义损伤变量 ,即表征材料劣化...  (本文共3页) 阅读全文>>

《宇航学报》2010年07期
宇航学报

HTPB复合固体推进剂本构方程

0引言固体推进剂微结构的改变会导致材料的非线性行为[1-3],如出现应变软化、Mullins效应、体积膨胀、静水压力效应等。国内外的计算表明[4-5]:由于推进剂非线性使应力集中变得更加严重。针对固体推进剂的非线性力学行为,国内外学者建立了在不同试验条件下的非线性本构方程。国内:阳建红[6]利用声发射(AE)和计算机层析识别技术(CT)对不同老化程度的某推进剂试件进行了实验研究和理论分析,建立了含损伤和老化的粘弹性本构模型;彭威[7]从细观力学方法和不可逆内变量理论出发,建立了包含基体的粘弹效应、颗粒的增强效应和界面脱湿微裂纹损伤效应的粘弹性本构方程。国外:NASA[8]的固体推进完整计划中(代号为NAS8-39619)对PBAN推进剂进行了系统的研究,Sebnem z櫣pek[2]博士对PBAN推进剂进行实验和理论研究,提出了三个粘弹性本构方程;Schapery[9-10]在非平衡热力学基础上建立了一个含粘塑性、损伤的非线性粘...  (本文共4页) 阅读全文>>

《火工品》2017年04期
火工品

HTPB复合固体推进剂溶胀实验研究

端羟基聚丁二烯基复合固体推进剂(hydroyl-terminated poly-butadiene solid propellant)凭借其比冲高、低温及力学性能优异、原料来源广等优点,在我国导弹、火箭上的应用非常广泛[1-2]。但由于武器的服役期满、生产不达标和内部老化等因素,我国HTPB复合固体推进剂的报废量每年达上千吨之多,为安全起见必须将其妥善处理[3-4]。对其组分进行回收再利用是目前最绿色有效的处理方式之一[5-8]。HTPB复合固体推进剂中高氯酸铵(AP)组分占总质量的60%~70%,铝粉(Al)组分占总质量的15%~20%,粘合剂(HTPB)组分占总质量的10%左右,固化剂、增塑剂、弹道调节剂等添加剂组分不足总质量的5%[9]。针对废弃HTPB推进剂,主要以回收AP为主。HTPB属于热固性树脂,固化后具有交联网状结构[10],AP被HTPB紧紧地包覆,致使AP的回收受到很大影响,因此,研究HTPB复合固体推进剂的...  (本文共5页) 阅读全文>>

《推进技术》2002年06期
推进技术

HTPB复合固体推进剂含损伤和老化本构研究

l 引 言 2 HTPB推进剂含损伤和老化非线性本构 HTPB复合固体推进剂在载荷,环境作用下呈现-非线性粘弹特性,而损伤和热氧老化是lIT!,B复合固体推进利非线性特性的主要机理。彭威等¨。0研究了复合固体推进剂线性粘弹本构关系,Schaperv和Swanson。。。。提出了高延伸率推进剂的非线性本构模型,荆建平等”。采用连续损伤力学模型分析发动机涡轮盘的蠕变损伤,但如何确定复合固体推进剂损伤和热氧老化引起的非线性粘弹特性仍是一个基本问题。本文通过引进内变量把固体推进剂材料内结构的变化现象渗透到宏观力学现象加以分析,用宏观变量将固体推进剂损伤和老化引入其本构模型,进行}IrFPB复合固体推进剂非线性本构分析和研究。 对于ftTPB复合固体推进剂材料,忽略塑性变形,将有效应力d=a/(1一,))代入线性蠕变型粘弹性本构关系,并考虑老化因素,令初始蠕变柔量_,。等于含老化因素的初始蠕变柔量J’。,得到l~ITPB推进剂含损伤和老化...  (本文共4页) 阅读全文>>

《固体火箭技术》2000年03期
固体火箭技术

HTPB复合固体推进剂的声发射特性及损伤模型的试验和理论研究

1 前言  声发射是指材料局部因能量的快速释放而发出瞬态弹性波的现象。由于 AE技术具有连续、实时监测等特点 ,并且对材料的微开裂和微裂纹扩展十分敏感 ,所以该技术已成为评价材料结构完整性与破坏的重要手段 [1] 。HTPB复合固体推进剂作为高固体颗粒填充的复合材料 ,材料内部微孔洞、微裂纹的开裂和扩展是其破坏的主要因素[2 ] 。引起声发射试验产生的主要信号有振铃计数、弹性波的幅度、弹性波的持续时间等。文献 [3]选用声发射方法研究 HTPB复合固体推进剂的损伤特征 ,但在用AE特征参数描述损伤特征时选用声发射振铃次数 ,而材料内部微孔洞、微裂纹的扩展不仅与材料内部微开裂的振铃次数有关 ,而且与材料内部微开裂的幅度、时间有关 ,AE能量综合考虑了上述两种因素 ,故其分布比振铃次数更适于反映复合材料的内部损伤状态。本文选用声发射试验监测HTPB复合固体推进剂单轴定速拉伸试验中的动态损伤过程 ,并根据声发射试验结果提出用 AE能量...  (本文共4页) 阅读全文>>