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《改性雙基推進(jìn)劑黏彈-黏塑性本構(gòu)模型》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、航空學(xué)報(bào)ActaAeronauticaelAstronauticaSinicaApr．252017V01．38No．4SSN1000．6893ON11-1929／Vhttp：Hhkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．eduCR改性雙基推進(jìn)劑黏彈一黏塑性本構(gòu)模型王鴻麗，許進(jìn)升。，陳雄，周長(zhǎng)省南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，南京210094摘要：為了表征改性雙基推進(jìn)劑的力學(xué)行為，推導(dǎo)出改性雙基推進(jìn)劑黏彈一黏塑性本構(gòu)模型。利用一系列蠕變一回復(fù)試驗(yàn)，將材料的總應(yīng)變分離為黏彈性應(yīng)變和黏塑性應(yīng)變，使用最小二乘法獲得了黏彈性參數(shù)，使用Nelder—Mead單純形優(yōu)化算法，結(jié)合后向Eu
2、ler數(shù)值方法獲得了黏塑性參數(shù)。通過不同應(yīng)力水平和不同加載時(shí)間的蠕變一回復(fù)試驗(yàn)對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明，在應(yīng)力水平較低或加載時(shí)間較短的情況下，模型預(yù)測(cè)與試驗(yàn)值變化趨勢(shì)基本一致，模型獲得的黏彈性應(yīng)變與黏塑性應(yīng)變?cè)诳倯?yīng)變中所占的比例與試驗(yàn)吻合。改性雙基推進(jìn)劑黏彈一黏塑性本構(gòu)模型能夠在一定范圍內(nèi)描述材料的力學(xué)性能。關(guān)鍵詞：航空航天推進(jìn)系統(tǒng)；固體力學(xué)；改性雙基推進(jìn)劑；黏彈一黏塑性模型；蠕變一回復(fù)中圖分類號(hào)：V512文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000—6893(2017)04—220505—08固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于軍事武器和航空航天領(lǐng)域中。固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥結(jié)構(gòu)完整性問題影響著火箭
3、武器的安全性和可靠性，是目前固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)過程中非常關(guān)鍵的任務(wù)。改性雙基推進(jìn)劑作為一種常用的固體火箭推進(jìn)劑，其力學(xué)性能的研究對(duì)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥結(jié)構(gòu)完整性的分析意義重大。固體火箭推進(jìn)劑作為一種顆粒填充材料，其力學(xué)性能十分復(fù)雜，Sun等[1]研究了改性雙基推進(jìn)劑準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)壓縮載荷下率相關(guān)和溫度相關(guān)的力學(xué)特性，試驗(yàn)結(jié)果顯示改性雙基推進(jìn)劑的屈服應(yīng)力、初始?jí)嚎s模量、最大應(yīng)變都受到應(yīng)變率和溫度的顯著影響。為了獲得固體火箭推進(jìn)劑的力學(xué)性能，許多學(xué)者對(duì)推進(jìn)劑的本構(gòu)模型進(jìn)行了研究。Xu等‘21建立了熱一損傷一黏彈性本構(gòu)模型來描述端羥基聚丁二烯(HTPB)復(fù)合推進(jìn)劑的力學(xué)性能，該模型可以
4、預(yù)測(cè)寬泛溫度條件下推進(jìn)劑的黏彈性變形。Deng等[3]通過剪切松弛實(shí)驗(yàn)獲得了不同溫度下固體推進(jìn)劑的松弛剪切模量主曲線和時(shí)溫等效參數(shù)，使得固體推進(jìn)劑的黏彈性力學(xué)模型具有溫度相關(guān)性。龔建良等[4]基于熱力學(xué)能量守恒定律，確定了在單向拉伸載荷作用下材料的本構(gòu)關(guān)系。孟紅磊口]針對(duì)改性雙基推進(jìn)劑的非線性力學(xué)行為，提出了一種含累積損傷的非線性黏彈性本構(gòu)模型，能夠較好地描述材料在發(fā)生屈服之前的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系。常新龍等[63分析了HTPB推進(jìn)劑在高應(yīng)變率下的力學(xué)響應(yīng)，在Burke模型的基礎(chǔ)上結(jié)合超彈性和黏彈性理論，建立了一種考慮溫度和率效應(yīng)的本構(gòu)模型。鄧凱等[73將Schapery本構(gòu)模型和
5、Perzyna黏塑性本構(gòu)模型組合建立了復(fù)合推進(jìn)劑黏彈塑性本構(gòu)模型。張建彬口1建立了雙基推進(jìn)劑的黏彈塑性本構(gòu)模型，該模型的黏塑性應(yīng)變服從應(yīng)變硬化模型。以上對(duì)固體火箭推進(jìn)劑本構(gòu)模型的研究中，收稿日期：2016—06—07；退修日期：2016—07—15；錄用日期：2016—08—17；網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2016·08-1914：21網(wǎng)絡(luò)出版地址：WWWcnkinet／kcms／detail／11．1929V20160819．1421002html基金項(xiàng)目：江蘇省自然科學(xué)基金(BK20140772)*通訊作者．E-mail：xujinsheng@njusteducn}
6、用格式s壬鴻麗，
7、諍進(jìn)升．睬雄．等改性雙基推連莉黏彈-黏塑性本構(gòu)模型￡J-．航空學(xué)攝．2017，38(4)：220505．WANGHL．XUJS。CHENX。etaliViscoelastic—viscoplasticconstitutivemodelformodifieddoublebasepropellan虻Jj．ActaAeronauticaetAstro—nauticaSinica，2017，38(4)j220505220505．1航空學(xué)報(bào)大多數(shù)建立了材料可恢復(fù)變形的本構(gòu)模型，在少數(shù)研究中建立了不可恢復(fù)變形的本構(gòu)模型，但并未對(duì)模型中可恢復(fù)變形與不可恢復(fù)變形的分配是否與試驗(yàn)相吻合進(jìn)行進(jìn)一
8、步探討。為此，本文引入了一種黏彈一黏塑性本構(gòu)模型來描述改性雙基推進(jìn)劑的力學(xué)行為，通過一系列蠕變一回復(fù)試驗(yàn)求得了模型參數(shù)，并分析了可恢復(fù)變形和不可恢復(fù)變形與試驗(yàn)的吻合程度。1黏彈一黏塑性本構(gòu)模型在固體材料本構(gòu)模型的研究中，一般將可恢復(fù)應(yīng)變與不可恢復(fù)應(yīng)變分離開來進(jìn)行建模。其中可恢復(fù)應(yīng)變部分建立彈性與黏彈性模型，不可恢復(fù)應(yīng)變部分建立塑性與黏塑性模型。Darabi等[91叩對(duì)瀝青混合料建立了熱黏彈一黏塑一黏損傷本構(gòu)模型，能夠描述材料與溫度相關(guān)的力學(xué)特性。Kim和Muliana[11]研究了顆粒增強(qiáng)材料的黏彈一黏
