含裂紋固體推進劑試件抗拉強度的預估

龍 兵，常新龍，方鵬亞，張有宏

（第二炮兵工程大學，陜西西安710025）

引 言

固體推進劑在生產、運輸和使用過程中會受到固化降溫、振動和沖擊等載荷作用，可能產生氣穴、空洞和裂紋等缺陷。含有缺陷的發動機藥柱在彈射或點火增壓時，結構應力或燃氣壓力等易導致裂紋失穩擴展，結果使發動機發生穿火、爆轟等嚴重事故。因此，研究含裂紋推進劑結構的斷裂力學性能，對固體火箭發動機結構完整性分析及壽命預估具有重要意義［1］。

C T Liu［2］基于斷裂力學方法建立了一種預測復合固體推進劑等效臨界初始裂紋長度的模型，所預測的等效初始裂紋尺寸可用于建立決定顆粒復合材料結構可靠性的檢驗準則。C D Bencher等［3］通過中間穿透型平板裂紋試件開展固體推進劑斷裂試驗，研究了固體推進劑的微結構損傷和斷裂過程。周廣盼［4］采用多試樣法和J積分法，進行了HTPB固體推進劑的斷裂試驗，確定了推進劑的起裂點，并測定了其J積分值。史佩等［5］利用連續損傷力學理論并耦合線性累積損傷建立含損傷變量的本構模型，模擬計算了復合固體推進劑的本構關系，為研究推進劑力學性能變化提供了一種有效方法。石增強等［6］基于Dugdale模型建立了復合固體推進劑雙參數斷裂準則，并以此預測了含單邊裂紋推進劑試件的破壞力。Rao等［7］利用固有缺陷模型得到推進劑的失效評估圖，進行了推進劑緊湊拉伸斷裂試驗，確定斷裂參數并預估了緊湊拉伸試件的斷裂強度。……