文档介绍：固体火箭技术
第 24 卷第 1 期 Journal o f Solid Rocket T echno lo gy V ol. 24 N o . 1 2001
文章编号: 1006-2793( 2001) 01-0043-03
HTPB 复合固体推进剂老化损伤的 CT 研究
阳建红, 崔学伟, 辜健, 陈飞
( 第二炮兵工程学院机械力学教研室, 西安 710025)
摘要: 针对 HT PB 复合固体推进剂老化存在的材料性能劣化问题, 采用了计算机层析识别技术研究 HT P B 复合固体推进剂
材料老化损伤, 通过 HT PB 复合固体推进剂损伤的数学模型, 定量描述了材料的老化问题, 并将其代入推进剂粘弹本构方
程, 结果表明, 老化损伤的粘弹本构方程能够一定程度上描述损伤老化引起的材料劣化问题。
关键词: 端羟基聚丁二烯推进剂; 计算机辅助断层成像; 老化; 损伤
中图分类号: V 512 文献标识码: A
1 引言层, 并在另一端测得衰减后的光强 I , 信号源所发
HTPB 复合固体推进剂是一种化学不稳定材出的 X 射线在物体中穿行应满足的信号衰减方程
料, 在贮存过程中, 由于自身结构和外界作用, 内部为
[ 1]
会发生化学老化及组分扩散, 这是一个复杂的物 dI / dx = -
m
I 0 ( 1)
理化学过程, 影响推进剂力学性能。因此, 研究式中
m 为被测材料每单位质量的衰减常数, 只
HT PB 复合固体推进剂老化不仅有必要, 而且对于与材料入射的 X 射线波长有关;
表示该处的物质
固体导弹贮存、使用和延寿有决定性的意义。密度; dx 为光线透射路径的长度微元。
研究推进剂老化一般对推进剂试件加速老化引入
=
m
作为 X 射线穿行每单位长度的衰
后测试其化学结构、力学性能和燃烧性能等。参考减系数, 假设空气、水的 CT 值分别为- 10 000 和
文献[ 1] 从推进剂试件加速老化后其交联度、硬度、 0[ 2] , 则定义
力学性能和燃烧性能等方面作了较为系统的实验
样品
CT 数= ( - 1) × 10 000 ( 2)
研究, 由于老化涉及面较广, 很难确定引起老化的
水
因素并给出其规律。而损伤力学不考虑引起老化的式中
样品、
水分别为样品、水的
值。
原因, 只通过试验考虑老化的综合效应, 其关键是由以上可知, CT 数与密度呈线性关系。微裂纹
确定表征材料劣化的特征参数——损伤变量。本文形成、扩展、聚集都会引起材料 CT 数变化, 可以利
[ 3]
从损伤力学角度出发, 应用先进的计算机层析识别用 CT 数来表征损伤。通过 CT 装置精确测量每
技术, 通过测试不同老化程度的 HT PB 复合固体一个分辨单元的 CT 数, 得到每个分辨单元的平均
推进剂 CT 数[ 2] , 综合老化的各种因素将引起的变密度变化值, 就可利用 CT 实验研究推进剂损伤。
化, 用 CT 数定义损伤变量, 即表征材料劣化的特
征参数。 3 HTPB 复合推进剂损伤 CT 检测实验
实验中所用 HTPB 复合推进剂填充颗粒的质
2 CT 扫描的检测原理量分数为 87%, 其中 AP 含量68. 5%, 其余为 Al 粉
由于不