沖擊載荷下CMDB推進劑斷裂性能實驗研究

汪文強，陳 雄，鄭 健，

(1.南京理工大學 機械工程學院，南京 210094;2.武漢濱湖電子有限責任公司，武漢 430205)

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沖擊載荷下CMDB推進劑斷裂性能實驗研究

汪文強1,2，陳 雄1，鄭 健1，

(1.南京理工大學 機械工程學院，南京 210094;2.武漢濱湖電子有限責任公司，武漢 430205)

高過載沖擊載荷下，固體推進劑出現斷裂行為是影響箭彈發動機裝藥結構完整性的重要原因之一。采用霍普金森實驗技術(SHPB)，對CMDB推進劑進行了沖擊斷裂實驗。運用實驗-仿真的方法，將實驗數據直接輸入仿真模型中，驗證了實驗條件下試件滿足動態平衡前提假設，獲得了推進劑的I型動態起裂韌性；利用掃描電鏡設備(SEM)，對推進劑斷面形貌進行了觀察和討論。結果表明，CMDB推進劑動態起裂韌性在60 000～100 000 MPa·m1/2/s加載率范圍內表現出明顯的線性率敏感特性，并在加載率達到100 000 MPa·m1/2/s后出現極值3.96 MPa·m1/2；CMDB推進劑在高過載條件下表現出明顯的脆性起裂特性以及動態起裂韌性存在率敏感性，直接與應力波對基體和AP顆粒損傷程度相關。

固體推進劑；高過載沖擊；動態起裂韌性；率敏感性

0 引言

改性雙基推進劑(CMDB)是在雙基推進劑的基礎上，添加了高氯酸氨(AP)、鋁粉(Al)、黑索金(RDX)等顆粒成分合成的一種高能復合推進劑。在制造成型過程中，因各組分機械式混合，大粒徑顆粒與基體之間容易出現微裂紋、微孔洞和夾雜等細微觀缺陷，其宏觀力學性能必然受到影響[1]。沖擊載荷作用下，裝藥結構完整性對這類缺陷十分敏感，微細裂紋和夾雜可能會迅速起裂和擴展，形成宏觀裂紋直接影響發動機的內彈道性能和安全性。……