基于Yeoh-Boyce本构模型的HTPB推进剂药柱结构完整性分析

摘要：

针对精确描述不同工况下固体火箭发动机药柱结构完整性的需求,基于并行流变框架理论(Yeoh-Boyce)提出了一种能表征HTPB推进剂力学性能变化的非线性本构模型.首先开展了非线性本构模型对不同温度、速率和压力条件下推进剂力学性能的预示能力分析,进而基于所构建推进剂非线性本构模型重点对固化降温后点火增压的固体火箭发动机药柱结构完整性进行分析,并将所得计算结果与工程常用Prony级数线粘弹性本构模型计算结果对比,得到了非线性本构模型与Prony级数线粘弹性本构模型两种模型下的固体火箭发动机药柱工作安全系数.结果表明,所提本构模型对推进剂力学性能预示结果与实验数据符合较好,并且使用Von Mises应变为药柱失效准则时,非线性本构模型计算固化降温后点火增压的固体火箭发动机药柱工作安全系数为 1.35,Prony级数线粘弹性本构模型计算结果为 1.75.以上结果表明,非线性本构模型计算所得工作安全系数远小于Prony级数线粘弹性本构模型计算结果.

关键词：HTPB推进剂、并行流变框架、结构完整性、Prony级数

所属期刊栏目：46

分类号：V435(推进系统（发动机、推进器）)

资助基金：国家自然科学基金;湖南省杰出青年基金;湖南省自然科学基金项目

在线出版日期：2023-11-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：681-694