霍普金森压杆实验系统国内外研究现状(2)

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的应力-应变曲线和拉伸断面形貌。该曲线使固体推进剂力学响应的预测范围扩大。

王蓬勃、鞠玉涛[14]使用万能材料试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)实验系统,对固体推进剂进行了应变率范围 103 -103 s1 的单轴压缩实验，得到了固体推进剂在不同应变率下的力学响应变化。并使用朱王唐本构模型准确地描述了固体推进剂的力学性能,发现固体推进剂具有明显的应变率效应，同时证明数值仿真技术可以预测应变率小范围变动的高应变率力学特性。夏志超[15]在不同的温度

条件下，使用万能材料实验机和高应变率实验机对复合推进剂进行了单轴压缩实验,获得了推进剂在应变范围104 -102 s1 内的应力-应变曲线。通过实验结果可以看出,复合推进剂是率敏感性材料。其初始模量在低应变率(<1 s1 )和中应变率

(1-100 s1 )载荷下均与应变率对数呈线性关系。同时发现的温度相关性即:随着温度的提高,材料发生了软化,其力学特性下降。分析中应变率载荷下的实验数据, 发现复合推进剂在应变率为 100 s1 时具有明显的应力波效应及应变率不恒定性。通过遗传算法获得了朱王唐本构模型方程中的各系数,发现朱王唐模型可以很好的描述复合推进剂在应变率为104 102 s1 载荷下应变为 30%内的力学性能,该模型为固体发动机总体设计和装药结构设计的完整性分析提供了准确的理论支持。

综上所述，国内外科学家利用推进剂的粘弹性力学模型和有限元分析的方法，使用单轴拉伸、SHPB实验等实验手段对推进剂在不同环境不同受载的条件下的装药结构完整性进行了大量的研究。然而关于复合改性双基推进剂在压缩载荷下的率相关性研究较少。本文将针对复合改性双基推进剂在受压情况下的加载速率效应进行实验研究，探讨这类推进剂的压缩力学性能及应变率与应力应变的相关性，构建朱-王-唐本构模型并验证，以期为这类装药发动机的装药完整性分析提供支持。