HTPB推進劑裂紋起裂J積分研究

龍 兵，常新龍，陳 剛，馬仁利

(1.第二炮兵工程大學，西安 710025；2.第二炮兵裝備部科研部駐航天科技集團一院型號辦，北京 100074)

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HTPB推進劑裂紋起裂J積分研究

龍 兵1，常新龍1，陳 剛2，馬仁利1

(1.第二炮兵工程大學，西安 710025；2.第二炮兵裝備部科研部駐航天科技集團一院型號辦，北京 100074)

為研究HTPB推進劑的裂紋起裂特性，建立了一種由單試件計算推進劑J積分和JV積分的方法，開展了HTPB推進劑松弛試驗和含I型裂紋平板試件J積分試驗，標定了試件的裂紋構型因子，得到了推進劑的載荷-虛位移曲線以及裂紋起裂J積分和JV積分值。結果表明，文中建立的方法能夠很好地計算推進劑的裂紋起裂J積分和JV積分值，推進劑的J積分和JV積分具有明顯的率相關性，隨著加載速率的增加，其值也變大，且加載速率對JV積分的影響比對J積分的影響要大得多。

HTPB推進劑；J積分；JV積分；裂紋構型因子；裂紋起裂

0 引言

端羥基聚丁二烯(HTPB)復合固體推進劑廣泛用于固體火箭發動機上。固體火箭發動機在固化冷卻、運輸、貯存和點火時，會受到溫度、振動、沖擊等不同載荷的作用，這些載荷可能使推進劑藥柱內部產生氣泡、空穴和裂紋等缺陷。這些缺陷不但會明顯改變發動機的內彈道性能[1]，在極端情況下，還可能引起爆燃爆轟等災難性事故[2]，給國民經濟和國防事業造成重大損失。因此，固體推進劑的裂紋起裂及擴展規律等研究，是固體火箭發動機結構完整性研究的重要內容，具有重大意義。

Robert[3]對固體推進劑的平面應變斷裂進行了研究，研究主要集中在試樣的尺寸以及裂紋長度對斷裂參數的影響，通過J積分和裂紋閉合積分計算的應變能釋放率相一致。……