nepe推进剂疲劳损伤特性研究

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1、分类号密级ＵＤＣ＾纖－犬學ＮＡＮＪＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ领士学位论文ＮＥＰＥ推进剂疲劳损伤特性研究（题名和副题名）高艳宾（作者姓名）指导教师姓名陈雄副教授学位类别工学硕士专业名称航空宇航推进理论与工程研宄方向固体火箭发动机装药结构完整性论文提交时间２０１５年０３月注１：注明《国际十进分类法ＵＤＣ》的类号。碩士学位４＾文ＮＥＰＥ推进剂疲劳损伤特性研究作者：高艳宾指导教师：陈雄副教授南京理工大学２０１５年０３月

2、ＭａｓｔｅｒＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＦａｔｉｕｅＤａｍａｅｏｆＮＥＰＥｇｇＰｒｏｅｌｌａｎｔｐＢｙＧａｏＹａｎｂｉｎＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏ．ＣｈｅｎＸｉｏｎｇｆＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｊｇｙｇｙ２０１５声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研宄成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料一。与我同工作的同事对本学位

3、论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。々枚ｈ＂研宄生签名：＾３年月２日／文＾学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。ｑＬＪＭ研究生签名：ｆ今年义月日，硕士学位论文ＮＥＰＥ推进剂疲劳损伤特性研宄摘要在固体火箭发动机储存和运输过程中，推进剂药柱会承受颠簸振动和温度循环等交变载荷，但长期作用会使药柱产生疲劳累，推进剂在循

4、环载荷环境中不会发生瞬时破坏积损伤一，使固体火箭发动机的结构完整性遭到破坏。ＮＥＰＥ推进剂是种高颗粒填充比的高能复合推进剂，其力学行为与应变率和温度相关，本文针对ＮＥＰＥ推进剂在准静态和动态下的力学性能展开系统研究，主要研究内容包括：利用材料电子实验机对ＮＥＰＥ推进剂在不同应变率下进行等速单轴拉伸实验得到，不同应变率下的应力一应变曲线，分析其率相关特性。在常温下对ＮＥＰＥ推进剂进行了应力松她实验，利用Ｓｏｒｖａｒｉ法获得了ＮＥＰＥ推进剂的松弛模量，通过最小二乘法对应一时间曲线进行拟合力松驰模量，得到了松弛模量Ｐｒｏｎｙ级数表达式中的系数和指数。

5、分析ＮＥＰＥ推进剂在准静态下的力学特征。利用ＤＭＡ－ＥＬＦ３２００动态热机械分析仪测定ＮＥＰＥ在不同温度和频率激励下的动态力学参数，获取了ＮＥＰＥ推进剂储能模量、损耗模量及损耗因子的温度谱。通过损耗模量主曲线获得ＮＥＰＥ推进剂玻璃化转变温度一。基于时间温度等效原理对ＮＥＰＥ推进剂动态粘弹性参数进行等效叠加，得到频率谱和移位因子随实验温度变化的规律。根据温度谱和频率谱分析ＮＥＰＥ推进剂动态力学性能。在不同温度和应变幅值条件下开展了ＮＥＰＥ推进剂疲劳实验研究，采用频率为ｌＯＨｚ的正弦波，基于实验数据获得了ＮＥＰＥ推进剂在双对数坐标系下的疲劳方

6、程，分析疲劳寿命与应变幅值之间的关系，并研究了温度对疲劳寿命的影响。基于损伤力学和粘弹性理论，考虑材料疲劳过程中刚度衰减的特征，建立ＮＥＰＥ推进剂非线性疲劳损伤累积模型。通过五组不同应变水平下的疲劳实验，获得了模型参数并进行验证。利用ＣＣＤ显微镜进行了微观组织观察，分析了应变加载历史对推进剂颗粒和基体的影响。本文成果为固体火箭发动机装药结构设计提供了参考依据。关键词：ＮＥＰＥ推进剂，应变率，粘弹性，动态力学性能，疲劳寿命，损伤变量ＩＡｂｓｔｒａｃｔ硕士学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＶａｒｉｏｕｓｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｓｓｕｃｈａｓ

7、ｃｃｌｉｃｔｅｍｅｒａｔｕｒｅａｎｄｆｏｒｃｅ，ａｆｆｅｃｔｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌ，ｙｐｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆｓｏｌｉｄｒｏｃｋｅｔｍｏｔｏｒＳＲＭｄｕｒｉｎｔｈｅｒｏｃｅｓｓｏｆｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｔｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎｐｐ（）ｇｐ，ｐ，ｓｔｏｒａｇｅａｎｄｕｓａｇｅ．ＡｓａｎｉｎｄｉｓｐｅｎｓａｂｌｅａｒｔｏｆｔｈｅＳＲＭｒｏｅｉｌａｎｔｗｈｉｃｈｉｓｔｕｒｎｅｄｏｕｔｔｏｂｅｐ，ｐｐａｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌｗｏｕｌｄｓ