固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)粘接界面參數(shù)識(shí)別與損傷破壞數(shù)值模擬

伍 鵬，李高春，韓永恒，王哲君，錢仁軍

（1. 海軍航空大學(xué)，山東 煙臺(tái) 264000；2. 海軍裝備部駐北京地區(qū)軍事代表局，北京 100071；3. 火箭軍工程大學(xué)，陜西 西安710025）

1 引言

固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑/襯層/絕熱層界面是薄弱環(huán)節(jié)，發(fā)動(dòng)機(jī)在受到外部載荷的作用時(shí)，容易在該界面處發(fā)生脫粘［1-2］。界面脫粘之后導(dǎo)致藥柱的燃面擴(kuò)大，容易造成發(fā)動(dòng)機(jī)爆炸等事故［3］，因此對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)粘接界面損傷破壞的研究一直是國(guó)內(nèi)外關(guān)注的重點(diǎn)。目前對(duì)粘接界面的研究方法主要包括試驗(yàn)研究、有限元模擬等［4-6］。試驗(yàn)研究可以獲得粘接界面的力學(xué)性能等信息，例如采用QJ2038.1A-2004［7］方法對(duì)矩形粘接試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn)可以獲得界面的粘接強(qiáng)度。邱欣［8］對(duì)粘接試件進(jìn)行了多角度拉伸試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不同拉伸角度下，粘接試件具有不同的粘接強(qiáng)度。試驗(yàn)研究不易定量給出粘接界面的損傷演化信息，因此對(duì)粘接界面進(jìn)行數(shù)值模擬引起了人們的重視。通過(guò)建立粘接試件的有限元模型，能夠得到拉伸過(guò)程的應(yīng)力應(yīng)變演化特點(diǎn)。王至存［9］建立了粘接試件拉伸過(guò)程的粘彈性有限元模型，得到了拉伸過(guò)程粘接試件的應(yīng)力應(yīng)變分布情況。常規(guī)的有限元模擬由于缺乏相關(guān)的界面損傷本構(gòu)，因此不能較好地反映拉伸過(guò)程界面的損傷情況。在雙材料界面位置處設(shè)置界面單元，并且采用相應(yīng)的界面損傷本構(gòu)，能夠定量地描述界面的損傷演化特點(diǎn)，近年來(lái)成為學(xué)者研究的熱點(diǎn)［10-11］。姜愛民［12］將界面單元應(yīng)用于矩形粘接試件拉伸過(guò)程的數(shù)值模擬，取得了較好的效果。……