HTPB推进剂低温拉伸压缩力学性能对比

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1、万方数据第36卷第6期固体火箭技术JournalofSolidRocketTechnologyV01．36No．62013HTPB推进剂低温拉伸／／i缩力学性能对比①张晓军，常新龙，赖建伟，胡宽(第二炮兵工程大学，西安710025)摘要：为了比较分析HTPB推进剂低温单轴拉伸和压缩力学行为差异，进行了单轴拉伸和压缩对比实验，得到了不同低温(一50～25℃)和应变率(1／300。1／12S“)条件下推进剂的拉伸和压缩力学性能。结果表明，推进剂在低温单轴拉伸和压缩条件下应力一应变曲线均表现出3阶段变化规律。结合时温等效方程，得到了拉伸和压缩力学性能-应变率一温度主曲线，该主曲线较大地拓宽了温度

2、和应变率范围。通过双因素方差分析表明，低温条件下温度和应变率均对推进剂拉压模量比影响显著，而应变率对拉压强度比影响不明显。关键词：HTPB推进剂；低温；力学性能；时温等效中图分类号：V512文献标识码：A文章编号：1006—2793(2013)06·0771—04DOI：10．7673／j．issn．1006—2793．2013．06．013ComparativeresearchoftensileandcompressivemechanicalpropertiesofHTPBpropellantatlowtemperatureZHANGXiao-jun，CHANGXin-long，LAIJ

3、ian—wei，HUKuan(TheSecondArtilleryEngineeringUniversity，Xi"an710025，China)Abstract：InordertoanalyzethedifferencebetweenthetensileandcompressivemechanicalbehaviorsofHTPBpropellantatlowtemperature，uniaxialtestsatdifferenttemperature(-50～25℃)andstrajnrate(1／300～1／12S“)wereconductedandme—chanicalproper

4、tiesdatawereobtained．Theresultsshowthatstress．straincurvesofuniaxialtensileandcompressivetestshavethree—phasechangelaw．Mechanicalpropertiesmastercurveswerecalculatedbymeansoftime-temperatureequivalencerelation，whichwidentheextentoftemperatureandstrainrate．Theresultsofvarianceanalysisindicatethatlo

5、wtemperatureandstrainratehavesig—nificanteffectsonmodulusratio，butstrainratehaslittleinfluenceonstrengthratio．Keywords：HTPBpropellant；lowtemperature；mechanicalproperties；timetemperatureequivalence0引言固体推进剂药柱是发动机结构的重要组成部分，在贮存和使用过程中，由于自重和内压等因素影响，同时承受多种载荷，表现出复杂的力学特性，直接影响其使用性能¨J。国内外研究人员采用理论和实验方法，从拉伸和压缩

6、角度对推进剂的力学行为开展了大量深入的研究∽。4j。由于推进剂材料拉／压力学性能差异明显，而目前针对推进剂单轴拉伸和压缩两种状态力学性能对比研究较少"。，特别是针对低温条件下的对比分析尚未见公开报道，温度和应变率对推进剂拉伸和压缩性能影响的差异性并不清楚。因此，有必要进行相同温度和应变率条件下HTPB推进剂单轴拉伸和压缩力学性能对比研究。本文开展了HTPB推进剂在不同低温和应变率条件下的单轴拉伸／压缩试验，对比分析了拉伸／压缩力学性能及其主曲线差异特点，并探讨了低温和应变率对力学性能拉压比值的影响，可为低温点火瞬态条件下固体火箭发动机药柱结构完整性分析提供参考。1试验内容1．1试样HTPB

7、复合固体推进剂的固体填充颗粒(AP／AI)质量分数为O．84，其他组分质量分数为0．16。根据QJ924～85《复合固体推进剂单向拉伸试验方法》，将推进剂制成标准哑铃形试样用于单轴拉伸试验；制成+20mmX20mm圆柱形试样用于单轴压缩试验。①收稿日期：2012—12-10；修回日期：2013．01．24。作者简介：张晓军(1979一)，男，博士，主要从事导弹武器动力系统失效物理与可靠性研究。E-mail：zxj9820