HTPB推進劑低溫裂紋擴展特性試驗研究①

常新龍，龍 兵，胡 寬，方鵬亞，賴建偉

(1.第二炮兵工程大學，西安 710025；2.中國人民解放軍96171部隊，江山 324109)

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HTPB推進劑低溫裂紋擴展特性試驗研究①

常新龍1，龍 兵1，胡 寬1，方鵬亞1，賴建偉2

(1.第二炮兵工程大學，西安 710025；2.中國人民解放軍96171部隊，江山 324109)

使用中間穿透型平板裂紋試件開展不同溫度下Ⅰ-型裂紋擴展試驗，研究了溫度對HTPB推進劑裂紋擴展特性的影響。使用改進割線法計算了不同溫度下推進劑的裂紋擴展速率，得到了其裂紋擴展阻力曲線，并對裂紋擴展速率與Ⅰ-型應力強度因子進行了回歸分析。研究結果表明，在低溫下推進劑的裂紋擴展速率比常溫時要大，溫度越低，裂紋開始擴展的時間越短。不同溫度下推進劑的裂紋擴展速率與Ⅰ-型應力強度因子都滿足冪函數關系。

HTPB推進劑；裂紋擴展速率；低溫；Ⅰ-型應力強度因子；裂紋擴展阻力曲線

0 引言

端羥基聚丁二烯(HTPB)復合固體推進劑廣泛應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各種不同載荷的作用，這些載荷可能使推進劑藥柱內部產生裂紋等缺陷。裂紋等將影響發動機的結構完整性，破壞藥柱的設計燃燒規律，甚至導致發動機產生爆炸等事故[1]。另外，在低溫條件下，固體推進劑性能發生改變，裂紋擴展規律等和常溫時具有明顯不同。因此，研究復合固體推進劑在不同溫度下的裂紋擴展規律，對發動機的結構完整性研究和壽命評估工作具有重要意義。

Liu C T[2-3]研究了溫度和應變率對顆粒增強復合材料裂紋尖端附近的應力應變場和裂紋擴展行為的影響。……