動態加載下HTPB 復合固體推進劑雙軸壓縮試驗件設計

耿挺京，強洪夫，王哲君，王學仁，岳春國，王稼祥，周程哲2，

（1. 火箭軍工程大學導彈工程學院，陜西 西安 710025；2. 西安航天化學動力有限公司，陜西 西安 710025）

1 引言

固體推進劑藥柱是固體火箭發動機（Solid Rocket Motor，SRM）結構的重要組成部分，其結構完整性是保證動力系統可靠性工作的決定因素［1］。近年來，國內外在進行SRM 點火試車和導彈發射時，多次發生因推進劑藥柱結構完整性破壞而造成的發動機解體、爆炸等事故，造成了無法挽回的重大人員及財產損失［2-3］。在SRM 點火建壓過程中，固體推進劑藥柱的受力狀態復雜，會受到雙軸拉伸、雙軸壓縮等多軸復雜應力作用。Potter 等［4］指出，采用單軸力學試驗得出的強度判據式評判固體推進劑等各項異性材料在真實多軸受力狀態下的失效情況，通常會帶來較大偏差。因此，為精準評估SRM 藥柱的結構完整性，必須開展雙軸壓縮等復雜應力加載下固體推進劑的力學性能試驗。

目前，相較拉伸加載下的力學性能研究，國內外針對壓縮條件下固體推進劑性能的試驗和理論研究還比較少，且缺乏相應的統一標準［5］。采用常規準靜態單軸材料試驗機和圓柱型試驗件，楊龍［6］開展了室溫下準靜態范圍（1.7 × 10-4～1.7 × 10-1s-1）內固體推進劑的單軸壓縮力學性能研究。為研究SRM 藥柱在承受沖擊載荷作用下的結構完整性，Zhang［7］以及Yang等［8］采用分離式霍普金森壓桿（Split Hopkinson Pressure Bar，SHPB）裝置開展了應變率高于100 s-1的固體推進劑單軸壓縮力學性能試驗。上述研究發現，固體推進劑的壓縮強度和壓縮模量等力學特性參數受應變率變化因素影響顯著。……