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《南京理工大学》 2013年
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双基推进剂高应变率力学模型及应用研究

王蓬勃  
【摘要】:随着火箭导弹技术的发展,固体火箭发动机的安全性问题越来越突出,而高发射过载、跌落撞击等冲击过载,将可能导致装药结构变形、裂纹最终破碎,可能会发生灾难性事故。因此,高速冲击是现在固体火箭发动机装药结构完整性研究热点,这就需要分析和研究火箭发动机药柱在冲击载荷作用下的高应变率力学特性响应特征,建立起描述这一力学规律的本构模型。 本文利用万能材料试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)对双基推进剂在不同温度进行了单轴压缩试验,得到了材料在104-103s-1应变率下的应力应变曲线。实验结果表明双基推进剂是率敏感材料,在准静态和动态试验下屈服应力和屈服应变随着应变率的增大而增大,并且与对数应变率呈线性关系。为了在较宽泛应变率范围内描述屈服应力与应变率的关系,采用了一种幂律型本构方程来描述双基推进剂的屈服行为。同时双基推进剂其力学性能与温度也有相关性,随着温度的提高,材料发生了温度软化,其力学性能下降,在低温-40。C时,双基推进剂进入了玻璃化状态,具备了脆性材料的性质,发生了韧脆转化现象。 通过实验数据采用最小二乘法得到了朱王唐非线性本构方程的系数,发现朱王唐本构模型能够较好地描述双基推进剂在不同应变率下的力学特性。本文编写了朱王唐线性本构模型的用户子程序,并用在SHPB仿真试件中,通过试验与仿真对比,发现线性朱王唐方程可以较好地描述材料在屈服前的力学行为。最后仿真了122mm火箭增程弹在炮膛发射过程中药柱的受力状况。这为装药结构完整性、火箭发动机设计提供理论依据和数值仿真方法。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:V512

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周风华,王札立,胡时胜;有机玻璃在高应变率下的损伤型非线性粘弹性本构关系及破坏准则[J];爆炸与冲击;1992年04期
2 王礼立;董新龙;孙紫建;;高应变率下计及损伤演化的材料动态本构行为[J];爆炸与冲击;2006年03期
3 朱珏;胡时胜;王礼立;;SHPB试验中粘弹性材料的应力均匀性分析[J];爆炸与冲击;2006年04期
4 孙紫建;王礼立;;高应变率大变形下的聚丙烯/尼龙共混高聚物损伤型本构特性[J];爆炸与冲击;2006年06期
5 索涛;李玉龙;刘元镛;;温度、应变率对航空PMMA压缩力学性能的影响研究[J];材料科学与工程学报;2006年04期
6 冯震宙;王新军;王富生;高行山;岳珠峰;;朱-王-唐非线性粘弹性本构模型在有限元分析中的实现及其应用[J];材料科学与工程学报;2007年02期
7 胡文军;张方举;田常津;刘占芳;;聚碳酸酯的动态应力应变响应和屈服行为[J];材料研究学报;2007年04期
8 胡少青;鞠玉涛;孟红磊;周长省;;双基推进剂压缩力学性能的应变率相关性研究[J];弹道学报;2011年04期
9 张建彬;鞠玉涛;周长省;;双基固体推进剂率相关性研究[J];弹道学报;2011年04期
10 胡时胜,王道荣,刘剑飞;混凝土材料动态力学性能的实验研究[J];工程力学;2001年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 姜锡权;胡时胜;;霍普金森杆实验技术发展综述[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 蔡继红;利用应力波测定涂层结合强度的研究[D];天津大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙建运;李国强;;动力荷载作用下固体材料本构模型研究的进展[J];四川建筑科学研究;2006年05期
2 孙建运;李国强;;建筑结构抗爆设计研究发展概述[J];四川建筑科学研究;2007年02期
3 许金余;范飞林;白二雷;刘军忠;;玄武岩纤维混凝土的动态力学性能研究[J];地下空间与工程学报;2010年S2期
4 王泽东;许金余;吕晓聪;刘军忠;张磊;;围压作用下岩石冲击破坏与变形特性试验研究[J];地下空间与工程学报;2011年02期
5 刘石;许金余;刘军忠;吕晓聪;支乐鹏;;绢云母石英片岩和砂岩动态破坏过程的能量分析[J];地下空间与工程学报;2011年06期
6 郑宇;王晓鸣;李文彬;李伟兵;;材料对双层药型罩形成串联EFP的影响[J];兵器材料科学与工程;2009年01期
7 索涛;邓琼;苗应刚;叶婷;;基于Hopkinson压杆实验技术的含能材料动态力学性能测试方法研究进展[J];火炸药学报;2010年02期
8 何煌;张明;曾首义;;连结状况对陶瓷复合装甲抗弹性能的影响[J];兵工自动化;2006年12期
9 张德志;李焰;钟方平;林俊德;王等旺;王长利;;冲击波壁面反射压力的压杆测试法[J];兵工学报;2007年10期
10 田阿利;尹晓春;;柔性杆对撞的二次撞击区理论分析[J];兵工学报;2009年S2期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周剑;张路青;王学良;;水平层状岩体边坡动力响应中的结构面效应研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
2 袁俊明;刘玉存;曹文军;;混合炸药落锤撞击点火数值模拟研究[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
3 张明;何煌;曾首义;;连结状况对陶瓷复合装甲抗弹性能的影响[A];计算爆炸力学进展[C];2006年
4 孙远翔;赵迁;宁建国;;混凝土材料SHPB实验的数值模拟[A];计算爆炸力学进展[C];2006年
5 薛志刚;胡时胜;;水泥砂浆在主动围压下的动态力学性能[A];第六届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2007年
6 陶俊林;陈裕泽;胡文军;陈刚;黄西成;;SHPB实验中几个问题的讨论[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
7 张守保;张磊;;Φ100SHPB应用现状和前景[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
8 胡时胜;;研究混凝土材料动态力学性能的实验技术[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
9 姜锡权;胡时胜;;霍普金森杆实验技术发展综述[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
10 卢子兴;田常津;韩铭宝;谢若泽;王仁;;聚氨酯泡沫塑料在应力波加载下的压缩力学性能研究[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
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1 曲嘉;钢纤维混凝土劈拉强度的实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 果春焕;动态断裂试样受力状态及其对J积分影响的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 张洁;SiCp/Cu基复合材料的研制及性能研究[D];江苏大学;2010年
4 张华;冲击荷载作用下岩石动态损伤特性研究[D];昆明理工大学;2009年
5 竺铝涛;纤维力学性质应变率效应和针织复合材料弹道冲击破坏机理[D];东华大学;2010年
6 贾虎;纤维爆炸索水下爆炸特性与应用研究[D];中国科学技术大学;2011年
7 马海春;锚固洞室抗爆能力现场实验研究[D];中国科学技术大学;2011年
8 徐华东;冻结与非冻结木材中应力波传播速度规律研究[D];东北林业大学;2011年
9 王秋萍;几种结构损伤诊断方法对比研究及实验验证[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
10 沈煜年;复杂柔性系统多次撞击动力学的动态子结构方法[D];南京理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟庆辉;恐怖爆炸荷载作用下地铁隧道的冲击反应与防护研究[D];山东科技大学;2010年
2 宫妍;波动方程的非结构化网格改进有限差分方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 陈相宇;纤维混凝土抗冲击性能的试验研究[D];大连理工大学;2010年
4 胡培;切削过程中工件材料绝热剪切敏感性研究[D];大连理工大学;2010年
5 陈朝中;无定形聚合物力学行为的应变率依赖性研究[D];湘潭大学;2009年
6 王仕文;水耦合石材切割爆破数值模拟[D];武汉理工大学;2011年
7 丁国玺;激振条件下顶煤放出规律的数值模拟研究[D];河南理工大学;2011年
8 张兵;超声车铣声学系统研究[D];杭州电子科技大学;2011年
9 陈贵炫;橡胶混凝土的抗冲击性能研究[D];广东工业大学;2011年
10 赵绩枫;一种新型动能弹侵彻混凝土数值模拟[D];中北大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡时胜;霍普金森压杆技术[J];兵器材料科学与工程;1991年11期
2 罗运军;李国平;张斌;谭惠民;;含CL-20 NEPE推进剂的力学性能[J];火炸药学报;2005年04期
3 荆阳,庞思勤,周兰英,张学恒;不同材料基体与复合涂层间的结合强度等性能分析[J];兵工学报;2002年04期
4 张晓晴,宁建国,赵隆茂,杨桂通;Al_2O_3陶瓷动态力学性能的实验研究[J];北京理工大学学报;2004年02期
5 葛继平;镀膜结合强度测试技术的研究进展[J];表面工程;1995年02期
6 胡奈赛,徐可为,何家文;涂、镀层的结合强度评定[J];中国表面工程;1998年01期
7 易茂中,冉丽萍,何家文;厚涂层结合强度测定方法研究进展[J];表面技术;1998年02期
8 经福谦 ,韩钧万;冲击载荷下铁的弹性模量及屈服强度[J];爆炸与冲击;1982年04期
9 杨黎明 ,朱兆祥 ,王礼立;短纤维增强对聚碳酸酯非线性粘弹性性能的影响[J];爆炸与冲击;1986年01期
10 周风华,王札立,胡时胜;有机玻璃在高应变率下的损伤型非线性粘弹性本构关系及破坏准则[J];爆炸与冲击;1992年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 帅心涛,贾展宁,戴健吾,田林样;黑索今在CMDB推进剂药柱内分布规律的气相色谱研究[J];兵工学报(火化工分册);1995年02期
2 马玉英;提高螺压双基推进剂能量的探讨[J];含能材料;1997年02期
3 石秀发;;用聚合物包复的奥托金结晶作推进剂的材科[J];火炸药;1980年03期
4 N.J.Blay;温国钧;;硝酸酯安定性与推进剂安定性之间的某些关系[J];火炸药;1980年04期
5 石秀发;;火箭发动机和推进剂的动向[J];火炸药;1983年05期
6 周建栋,崔永鲜,陈少镇,戴健吾;RDX含量对NC-DBP-RDX体系流变性和弹性效应的影响[J];含能材料;1994年04期
7 孙志刚,李朝阳;双基推进剂用于气囊充气的可行性探讨[J];火炸药学报;2003年01期
8 王来芬;;双基推进剂燃烧机理的实验研究[J];火炸药;1985年05期
9 阪本聪;内山幸一朗;王永寿;;添加氟化锂的双基推进剂燃烧机理[J];飞航导弹;1990年11期
10 蔺向阳;骞伟中;李达;潘仁明;;碳纳米管在双基推进剂中的分散技术[J];固体火箭技术;2011年03期
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1 安亭;赵凤起;高红旭;谭艺;徐司雨;肖立柏;胡荣祖;;以温度为函数的含铝热剂双基推进剂的爆发分解反应动力学[A];“国际化学年在中国”——中国化学会第三届全国热分析动力学与热动力学学术会议暨江苏省第三届热分析技术研讨会论文集[C];2011年
2 杜宝玉;;TG分析法研究双基推进剂的热分解反应动力学[A];2004年全国含能材料发展与应用学术研讨会论文集(上册)[C];2004年
3 刘所恩;左英英;孟进祠;;低燃温麦撒双基推进剂研究[A];2004年全国含能材料发展与应用学术研讨会论文集(上册)[C];2004年
4 商黎鹏;段安平;;一种低温度敏感系数双基推进剂[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
5 张超;杨立波;贺海民;孙志刚;谢波;袁志锋;;一种新型低燃温宽平台双基推进剂燃烧特性[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
6 宋秀铎;赵凤起;高红旭;;环境友好的铋催化剂对双基推进剂燃烧的催化作用及机理[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
7 邵自强;杨斐霏;王飞俊;第五旬宁;;NGEC基改性双基火药性能研究[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
8 张凌云;赵培林;;火箭抛盖技术浅析[A];中国航空学会全国第十届安全救生学术交流会文集[C];2006年
9 张海联;周建平;;固体火箭发动机药柱的模糊可靠度分析[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2003年
10 高双武;强洪夫;周伟;马昌兵;;基于子循环-预测校正的三维SRM点火瞬态流固耦合数值模拟[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
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1 本报记者 左赛春 时旭;“中国大百科全书”为何不提北京二号[N];中国航天报;2001年
2 本报记者 索阿娣;马国富:加快研制固体火箭发动机[N];中国航天报;2010年
3 记者孟西安;航天四院成为我国最大固体火箭发动机基地[N];人民日报;2002年
4 王阳丽;塞外闪耀QC之光[N];中国航天报;2009年
5 通讯员 王玫 杨衡玉 本报记者 于莘明;给火箭一颗奔腾的“心”[N];科技日报;2003年
6 特约通讯员 杨振勃;我固体火箭发动机整体无损检测技术国际领先[N];解放军报;2000年
7 易元;猪脱肛病快速治愈法[N];江苏科技报;2004年
8 张芳记者 左朝胜;安徽理工大发明新爆破术[N];科技日报;2007年
9 金农;猪脱肛快速治愈法[N];吉林农村报;2008年
10 通讯员 蒲德汉 本报记者 汪曼莉;筑造宇航员“生命之塔”[N];陕西日报;2009年
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1 封锋;固体推进剂火箭发动机综合特性预示研究[D];南京理工大学;2010年
2 李卓;粘弹性分数阶导数模型及其在固体发动机上的应用[D];清华大学;2000年
3 李东;固体推进剂药柱表面裂纹动态力学特性研究[D];南京理工大学;2008年
4 王革;有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 刘平安;旋转火箭章动不稳定过程与抑制方案研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
6 夏强;固体燃料冲压发动机工作过程研究[D];南京理工大学;2011年
7 孟红磊;改性双基推进剂装药结构完整性数值仿真方法研究[D];南京理工大学;2011年
8 樊超;尾部点火双推力发动机点火过程研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 李磊;基于结构完整性分析的固体火箭发动机药形改进与优化设计[D];国防科学技术大学;2011年
10 韩新波;固体火箭发动机潜入喷管背壁区流动研究[D];西北工业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王蓬勃;双基推进剂高应变率力学模型及应用研究[D];南京理工大学;2013年
2 唐维伟;受限空间中双基推进剂燃气的流动与扩散研究[D];南京理工大学;2012年
3 刘向凌;DB/AP/Al燃烧剂设计与性能研究[D];南京理工大学;2013年
4 杜鹏;固体火箭发动机地面超声测试关键技术研究[D];中北大学;2011年
5 王前进;GrainCAD系统设计开发与研究[D];南京理工大学;2002年
6 徐德彬;固体火箭发动机燃烧产物物性参数理论预估[D];南京理工大学;2010年
7 李钊;大长径比单室双推力药柱点火初期结构完整性分析[D];哈尔滨工程大学;2012年
8 徐珂靖;固体火箭发动机三维参数化结构设计及程序实现[D];哈尔滨工程大学;2012年
9 岳小亮;温度冲击载荷下药柱的力学响应研究[D];南京理工大学;2013年
10 张欢;固体火箭发动机冷气冲击过程数值仿真[D];南京理工大学;2013年
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