复合·双基(cdb)推进剂的力学性能研究

万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据DNTF-CMDB推进剂的力学性能作者：王江宁， 李亮亮， 刘子如， WANG Jiang-ning， LI Liang-liang， LIU Zi-ru作者单位：西安近代化学研究所,陕西,西安,710065刊名：火炸药学报英文刊名：CHINESE JOURNAL OF EXPLOSIVES & PROPELLANTS年，卷(期)：2010,33(4)被引用次数：4次1.王江宁双基和改性双基推进剂催化燃烧规律研究[学位论文] 20042.郑伟DNTF-CMDB推进剂燃烧性能及燃烧机理研究 20063.周彦水;张志忠;李建康3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱的晶体结构[期刊论文]-火炸药学报 2005(02)4.赵凤起;陈沛;罗阳含3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)的改性双基推进剂[期刊论文]-推进技术 2004(06)5.王江宁;冯长根;田长华含CL-20、DNTF和FOX-12的CMDB推进剂的热分解[期刊论文]-火炸药学报 2005(03)6.张腊莹;衡淑云;刘子如NEPE类推进剂的物理老化性能[期刊论文]-推进技术 2006(05)7.Warren R C Transition and relaxation in plasticized nitrocellulose[外文期刊] 19888.Townend D J;Warren R C Relaxation in double base propellants[外文期刊] 19859.李亮亮;王江宁;刘子如DNTF含量对改性双基推进剂动态力学性能的影响[期刊论文]-含能材料 2010(02)10.Simatos D;Blond G;Roudaunt G Influence of heating and cooling rates on the glass transition temperature and the fragility parameter of sorbitol and fructose as measured by DSC 199611.Williams M L;Landel R F;Ferry J The temperature dependence of relaxation mechanisms in amorphous polymers and other glass-forming liquids[外文期刊] 19551.郑伟.王江宁.韩芳.田军.宋秀铎.周彦水.ZHENG Wei.WANG Jiang-ning.HAN Fang.TIAN Jun.SONG Xiu-duo. ZHOU Yan-shui DNTF-CMDB推进剂的化学安定性[期刊论文]-火炸药学报2010,33(4)2.邵重斌.付小龙.吴淑新.李吉祯.孟玲玲.蔚红建.樊学忠.SHAO Chongbin.FU Xiaolong.WU Shuxin.LI Jizhen. MENG Lingling.WEI Hongjian.FAN Xuezhong辅助增塑剂对AP-CMDB推进剂力学性能的影响[期刊论文]-化学推进剂与高分子材料2010,08(6)3.侯竹林.韩盘铭“NEPE”固体推进剂动态力学性能的研究[会议论文]-19984.张林军.何少蓉.衡淑云.邵颖惠.王琳.ZHANG Lin-jun.HE Shao-rong.HENG Shu-yun.SHAO Ying-hui.WANG Lin DTHL炸药热分解动力学研究及贮存寿命预估[期刊论文]-火炸药学报2010,33(3)5.梁勇.姚月娟.杨建.王琼林.郑双.LIANG Yong.YAO Yue-juan.YANG Jian.WANG Qiong-lin.ZHENG Shuang颗粒密实模块药的弹道性能[期刊论文]-火炸药学报2010,33(3)6.任晓宁.衡淑云.刘子如.王江宁.张皋.郑伟.REN Xiao-ning.HENG SHU-yun.LIU Zi-ru.WANG Jiang-ning.ZHANG Gao.ZHENG Wei DNTF含量对CMDB推进剂热分解特性的影响[期刊论文]-火炸药学报2008,31(2)7.庞军.王江宁.张蕊娥.谢波.PANG Jun.WANG Jiang-ning.ZHANG Rui-e.XIE Bo CL-20、DNTF和FOX-12在CMDB推进剂中的应用[期刊论文]-火炸药学报2005,28(1)8.赵凤起.陈沛.罗阳.张蕊娥.张志忠.周彦水.李上文含3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)的改性双基推进剂[期刊论文]-推进技术2004,25(6)9.胡全星.姜豫东.李健.富婷婷推进剂松弛模量主曲线及W.L.F.方程参数的拟合处理[期刊论文]-固体火箭技术2003,26(2)10.卢栓仓.贾延斌.LU Shuan-cang.JIA Yan-bin压伸复合推进剂的力学性能[期刊论文]-火炸药学报2008,31(2)1.苏鹏飞.陈智群.王景荣.邵自强.张皋.李文杰.王明用偏光显微镜检测硝化棉的含氮量[期刊论文]-火炸药学报2011(2)2.肖玮.李亮亮.王江宁.苏健军.王世英.董树南.屈可朋DNTF／RDX-CMDB推进剂低温力学性能[期刊论文]-含能材料 2013(4)3.张昊越.付小龙.刘春.李吉祯.张亚俊.刘芳莉.谢五喜动态热机械分析应用于固体推进剂领域的研究进展[期刊论文]-计测技术 2013(z1)4.李亮亮.王江宁.孔军利DNTF/RDX-CMDB推进剂动态力学性能[期刊论文]-含能材料 2011(3)引用本文格式：王江宁.李亮亮.刘子如.WANG Jiang-ning.LI Liang-liang.LIU Zi-ru DNTF-CMDB推进剂的力学性能[期刊论文]-火炸药学报 2010(4)。

改性双基推进剂含损伤粘弹塑性本构模型及应用研究固体火箭发动机应用广泛,由于其在全寿命周期受到冲击、加速度和极端温度变化等多种外界因素的影响,使得固体火箭推进剂装药结构完整性问题十分突出。

固体推进剂药柱在不同形式的外部载荷下,其内部应力状态分布复杂,在不同区域会存在不同的应力类型,这就对材料本构模型具有应力类型相关性提出了要求。

本文对改性双基推进剂力学性能的研究主要包括以下几个方面的内容:(1)对改性双基推进剂进行了一系列恒应变率拉伸和压缩试验,分析了材料力学响应的率相关性;对改性双基推进剂进行了不同温度和不同应力水平下的拉伸和压缩蠕变试验,讨论了材料的时间-温度等效模型和时间-应力等效模型,分析了材料力学响应的时间-温度相关性和时间-应力相关性。

对改性双基推进剂恒应变率下的拉压不对称力学响应进行了分析,根据改性双基推进剂不同温度和不同应力水平下的拉伸和压缩蠕变试验,分析了温度和应力对材料拉压不对称性的影响。

(2)根据改性双基推进剂的力学响应的特点,建立了材料的含损伤粘弹塑性本构模型。

采用Schapery非线性粘弹性本构模型来描述材料的可恢复应变,采用Perzyna粘塑性模型描述材料的不可恢复应变,通过有效应力的概念将损伤模型引入到粘弹塑性模型中。

通过对拉压不对称成因的定性分析,提出了一种拉压力学状态判别准则,建立了改性双基推进剂拉压不对称的粘塑性本构模型和损伤本构模型,通过对材料空心圆盘结构进行试验和有限元仿真计算,反映出根据材料所处的力学状态而选择合适的本构模型是十分重要的。

(3)根据改性双基推进剂一维含损伤粘弹塑性本构模型的特点,通过后向欧拉法结合牛顿迭代法求得了模型在恒应力加卸载和恒加载率加卸载下应变响应的数值解。

为了求取模型参数,通过控制蠕变-回复响应的应力水平和加载时间将材料的粘弹性、粘塑性和损伤响应区分出来。

使用最小二乘法获得了粘弹性模型参数,使用改进的单纯形优化算法,结合一维本构模型的数值解法实现对粘塑性参数和损伤参数的优化估计。

复合推进剂线粘弹本构方程的细观力学分析(ⅰ)球形颗粒增强效应分析摘要：本文讨论了复合推进剂线粘弹本构方程的细观力学分析，重点是球形颗粒增强效应。

在概论中，我们对讨论内容进行了简要总结。

随后，我们详细描述了用于分析的数学模型的假设和过程，并比较了球形颗粒增强效应与传统本构方程的差异。

最后，我们提出了一些可能的改进方法，以便提高复合推进剂线粘弹本构方程的精度。

关键词：复合推进剂，线粘弹，本构方程，细观力学，球形颗粒增强正文：本文分析了复合推进剂线粘弹本构方程的细观力学分析，特别是球形颗粒增强效应，并讨论了与传统本构方程的差异。

首先，我们介绍了基本的复合推进剂细观力学分析，包括主要假设、材料特性和相关建模思路。

接下来，我们探讨了球形颗粒增强效应对本构方程精度的影响，并解释了球形颗粒和传统本构方程之间的差异。

最后，我们提出了一些改进方法以提高复合推进剂线粘弹本构方程的精度，这些方法包括使用成型模型、粒子分布和粒子数量。

通过实验，我们发现这些改进措施可以提高复合推进剂线粘弹本构方程的精度。

应用复合推进剂线粘弹本构方程的细观力学分析可以提高复合推进剂工作性能，特别是可以改善线粘弹本构方程中球形颗粒增强效应的精度。

在实际应用中，我们可以使用模型来计算复合推进剂的发动机性能，并考虑噪声的影响。

另一方面，我们可以使用不同的优化策略，包括复杂的粒子分布和粒子数量，来改善线粘弹本构方程的精度。

另外，我们可以利用复杂空气动力学模型，考虑其他影响因素，提高复合推进剂性能。

最后，我们可以使用试验和计算机模拟相结合的方法，结合证据和数据，进一步改善复合推进剂线粘弹本构方程的精度。

除了上述改进方法，我们也可以使用自动网格生成（AMG）来准确地计算复合推进剂的发动机性能。

AMG方法可以自动将复杂的流场和材料行为参数映射到计算模型中，从而实现准确的计算结果。

此外，对于一些特殊情况，例如复合推进剂因升温而发生变形，我们可以考虑采用耦合介质力学模型，以便更准确地预测发动机性能。

推进技术国外新型钝感双基推进剂的研究赵凤起　李上文　宋洪昌　李凤生 摘　要　导弹武器的低易损性对火箭发动机提出了“钝感”的新概念和新要求,而发动机的钝感要求发展钝感的固体火箭推进剂。

介绍了国外研制的三种新型钝感双基推进剂,从中可看出:实现双基推进剂钝感的途径就是用新的钝感的硝酸酯增塑剂取代较敏感的硝化甘油(N G)。

主题词　钝感 双基推进剂 低易损性 增塑剂前　言随着高新技术在战争中的大量应用和武器使用环境的日趋苛刻,对武器在战场上的生存能力的要求越来越高,为此,武器的易损性问题已受到人们极大的关注,钝感弹药的研究也受到世界各国的高度重视。

所谓钝感弹药(Insensitive Munitions,缩写成IM)又称低易损(LOVA)弹药或不敏感弹药,它是一种能够可靠地履行其使命、使用方便、易于满足操作要求的弹药,当该弹药遭受不可预测的外界刺激时,它不容易产生剧烈的反应造成间接破坏,也就是说,当它受到子弹、高速破片、射流的撞击或其它机械冲击作用时不容易引起意外爆炸,在高温或火焰的“烤燃”时只燃烧,不爆轰,也不殉爆。

钝感弹药起初是美国海军根据1967年Forsate航空母舰搭载弹药燃烧爆炸,造成巨大损失,导致134人死亡的严重事故而提出要发展的弹药;之后,美国三军均参与了不敏感弹药研究,设立了不敏感弹药研究发展项目。

90年代,钝感弹药被列入1992财年美国国防关键技术中,要求无论是炸药、发射药还是火箭推进剂都应成为钝感弹药。

美国海军(1991年)和美国国防部(1994年)先后制定了钝感弹药的军用标准。

美国IM开发的基本方针是:今后开发的弹药都必须满足IM标准的要求;而在改进已装备的弹药中选择了十五种弹药,它们到1995年必须达到IM标准。

英国、法国也相继开展了对钝感弹药的研究,英国准备将钝感弹药用于新设计的核战斗部和常规战斗部的导弹,法国在空对空导弹、舰对舰导弹上部分装备了钝感弹药。

法国火炸药公司和政府部门投入了大量资金,研制适用于火箭发动机的钝感推进剂,已积累了大量的经验和数据。

初始缺陷对复合固体推进剂力学性能影响的数值研究
复合固体推进剂是一种由固体燃料、氧化剂和粘合剂组成的固体推进剂，具有结构简单、使用方便、储存稳定等优点，在火箭、导弹等领域得
到了广泛的应用。

然而，在制备过程中可能会存在一些初始缺陷，如气孔、裂缝、夹层等，这些缺陷会对复合固体推进剂的力学性能产生影响。

因此，研究和分析初始缺陷对复合固体推进剂力学性能的影响具有重要意义。

首先，初始缺陷会对复合固体推进剂的力学性能产生负面影响。

气孔
是一种常见的初始缺陷，会导致复合固体推进剂的密度降低，并且在燃烧
时可能会形成燃烧不均匀的现象，从而影响推进剂的燃烧效率和推进性能。

裂缝和夹层则会使推进剂的结构疏松，降低其强度和韧性，从而容易导致
推进剂在使用过程中发生断裂和剥离等现象，进而影响火箭或导弹的正常
运行。

其次，初始缺陷还会导致复合固体推进剂的应力集中和损伤扩展。

在
复合固体推进剂的使用过程中，推进剂可能会受到来自外部环境和内部载
荷的作用，初始缺陷会使推进剂的应力集中，从而容易导致推进剂的损伤
扩展。

特别是在推进剂受到高温高压等极端环境的影响时，初始缺陷会加
剧推进剂的损伤扩展速度，最终可能导致推进剂的破坏。

最后，初始缺陷对复合固体推进剂的修复和加工也会产生一定的影响。

在推进剂的制备过程中，发现初始缺陷后需要对其进行修复或处理，这不
仅会增加推进剂的生产成本，还可能会影响推进剂的性能和稳定性。

此外，初始缺陷还会对推进剂的加工质量和过程稳定性产生不利影响，增加了推
进剂的制备难度和成本。

双基推进剂高应变率型本构模型的实验研究王蓬勃;王政时;鞠玉涛;孙朝翔;许进升【摘要】To research the compressive behavior of double-base propellant under quasic-static and high strain rate,the uniaxial compressive experiment of double-base propellant was performed on the universal material test machine and Split Hopkinson Bar (SHPB) ,and stress strain curves were obtained when strain rate is between 10-4 s-1and 103 s-1. The experimental results show that the dynamic failure strength of the double-base propellant is dependent on the strain rate. The logarithm of yield stress and initial elastic modulus approximately present a linear relationship with the logarithm of strain rate,and exhibit the phenomenon of ductile-brittle transformation. The dynamic parameters of Zhu-Wang-Tang constitutive equation were obtained with least square method. Results show that Zhu-Wang-Tang constitutive equation is effective to express the mechanical characters of double-base propellant under varying strain rate.%为研究双基推进剂在准静态和高应变率下的压缩力学行为,利用万能材料试验机和分离式Hopkinson压杆(SHPB),对双基推进剂材料进行了单轴压缩实验,得到材料在10-4～103 s-1应变率下的应力-应变曲线.实验结果表明,双基推进剂是应变率敏感材料,屈服应力和初始弹性模量的对教与应变率的对数近似呈线性关系,且表现出韧脆转化现象.利用朱-王-唐非线性粘弹性本构关系,采用最小二乘法拟合了本构材料参数.研究表明,朱-王-唐本构模型能较好地描述双基推进剂在不同应变率条件下的力学行为.【期刊名称】《固体火箭技术》【年(卷),期】2012(035)001【总页数】4页(P69-72)【关键词】双基推进剂;应变率;分离式Hopkinson压杆;韧脆转化;本构模型【作者】王蓬勃;王政时;鞠玉涛;孙朝翔;许进升【作者单位】南京理工大学机械工程学院,南京210094;南京理工大学机械工程学院,南京210094;南京理工大学机械工程学院,南京210094;南京理工大学机械工程学院,南京210094;南京理工大学机械工程学院,南京210094【正文语种】中文【中图分类】V4380 引言火箭增程是现代炮弹远程化发展的主要技术途径之一。

双基推进剂的高应变率力学特性及其含损伤ZWT本构孙朝翔;鞠玉涛;郑亚;王蓬勃;张君发【摘要】为了解双基推进剂在冲击载荷下的力学特性及本构行为,利用材料试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)对双基推进剂进行了单轴压缩实验,并对实验数据的有效性进行了检验.用二波法对实验数据进行处理,得到了双基推进剂的应力应变曲线.实验结果表明:双基推进剂具有明显的应变率相关性,动态下屈服应力与静态下相比明显提高,且屈服应力表现为应变率对数的双线性关系;双基推进剂屈服应变表现为延脆转换特性,在低应变率下表现为延展性,高应变率下表现为冲击脆化特性.利用含损伤朱王唐(ZWT)本构模型对实验结果进行了拟合,得到了模型中的本构参数,并对损伤因子项进行了分析.通过模型预测曲线与实验曲线的对比,发现含损伤ZWT 本构能较好地描述双基推进剂在0～0.14应变范围内的力学特性.【期刊名称】《爆炸与冲击》【年(卷),期】2013(033)005【总页数】6页(P507-512)【关键词】固体力学;动态本构关系;分离式霍普金森压杆;双基推进剂;损伤演化【作者】孙朝翔;鞠玉涛;郑亚;王蓬勃;张君发【作者单位】南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;上海航天动力技术研究所,上海201109;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】O347固体火箭发动机在其生命周期中会受到低应变率载荷作用，如药柱制造、装配和存储过程中静态机械载荷；也会受到高应变率载荷作用，如运输过程中震动冲击、发射时点火冲击及发射过载等冲击载荷。

因此，在设计过程中考虑和保证推进剂装药结构的完整性成为火箭武器发展的关键技术。

对火箭发动机结构完整性的分析是以经典力学为基础，建立推进剂相对应的黏弹性本构方程，分析应力、应变及材料特性参数间的关系，为数值模拟提供准确的本构支持［1］。

复合球形药对改性双基推进剂力学性能和燃烧性能的影响朱林;欧江阳;杨晓瑜;王彦君
【期刊名称】《含能材料》
【年(卷),期】2012(020)005
【摘要】将RDX、铝粉、催化剂等用硝化棉包覆,制成复合球形药,然后用这种复合球形药制备出改性双基推进剂,测试了这种推进剂的力学性能和燃烧性能.结果表明,采用复合球形药制备的改性双基推进剂比用双基球形药制备的改性双基推进剂的力学性能大幅度提高,低温断裂延伸率从7.84％提高到26.86％,高温最大拉伸强度提高了0.97倍,燃速压强指数从0.38降低到0.30.
【总页数】4页(P592-595)
【作者】朱林;欧江阳;杨晓瑜;王彦君
【作者单位】泸州北方化学工业有限公司,四川泸州646605;泸州北方化学工业有限公司,四川泸州646605;泸州北方化学工业有限公司,四川泸州646605;泸州北方化学工业有限公司,四川泸州646605
【正文语种】中文
【中图分类】TJ55;V512;O64
【相关文献】
1.少烟复合改性双基推进剂燃烧性能研究 [J], 冯增国;侯竹林
2.RDX粒度对改性单基药燃烧性能及力学性能的影响 [J], 王奥;王彬彬;徐滨;廖昕
3.浇铸改性双基推进剂硝化棉球形药的制备工艺 [J], 李丁;付小龙;李吉祯;蔚红建;
刘小刚;屈蓓;邵重斌
4.BTATz-Pb复合物对双基和RDX-改性双基推进剂的热行为、非等温动力学及燃烧性能的影响 [J], 李文;任莹辉;赵凤起;张鲜波;马海霞;徐抗震;王伯周;仪建华;宋纪蓉
5.含球形硼粉改性双基推进剂的燃烧性能 [J], 刘春;范红杰;李朝阳;李焕;关长海;齐晓飞
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双基推进剂高应变率力学模型及应用研究的开题报告一、研究背景及意义推进剂是火箭发射中最重要的元素之一，因为它们提供了火箭飞行所需的能量和推动力。

在现代高速航空、航天技术中，推进剂的应用显得越来越重要。

目前，双基推进剂已被广泛应用于武器、火箭、导弹等领域，成为一种重要的化学推进剂。

随着航空、航天技术的发展，火箭飞行的速度和飞行距离不断提高，推进剂的性能要求也越来越高。

双基推进剂是一种提高推进剂性能的有效途径。

双基推进剂的燃速比单基推进剂快，并且功率密度也更高。

同时，双基推进剂还具有较高的稳定性和安全性，不易引起意外爆炸。

在双基推进剂的应用中，高应变率力学模型是一种重要的分析和预测方法。

该模型可以帮助我们预测推进剂在高速飞行中所受到的应力和应变，为推进剂的设计和研发提供科学依据。

因此，研究双基推进剂的高应变率力学模型及其应用具有重要的现实意义。

二、研究方法与内容本研究拟采用实验研究与理论分析相结合的方法，研究双基推进剂的高应变率力学模型及其应用。

具体内容包括：1.分析双基推进剂的理化特性，确定其主要组分以及燃烧过程。

2.建立双基推进剂的高应变率力学模型，考虑燃烧时的物理和化学反应。

3.利用高速摄像技术和高速动态试验系统，对双基推进剂在高速飞行中的力学性能进行实验研究。

4.通过实验数据和理论模型对比，得出双基推进剂的高应变率力学特性，并对其应用进行分析和探讨。

三、预期成果本研究预期实现以下成果：1.深入了解双基推进剂的理化特性和燃烧过程，为推进剂的设计和研发提供科学依据。

2.建立双基推进剂的高应变率力学模型，可以对推进剂的力学性能进行预测和分析。

3.通过实验研究和理论分析，得出双基推进剂的高应变率力学特性，为推进剂在高速飞行中的应用提供支持和指导。

4.对双基推进剂的高应变率力学模型及其应用进行深入探讨和分析，并提出改进策略和建议。

四、研究计划及进度安排本研究计划历时2年，按以下计划逐项完成：第一年：1.深入了解双基推进剂的理化特性和燃烧过程，确定主要组分及燃烧反应，完成文献调研。