《表4 老化前后HTPB推进剂的准双轴和单轴拉伸力学性能参数比》

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《低温动态加载下三组元HTPB复合固体推进剂的失效判据》

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热老化前后HTPB推进剂在准双轴和单轴拉伸加载下的典型力学性能参数比如表4所示。由表4可知，不同加载下HTPB推进剂的准双轴和单轴拉伸强度比σbmt/σumt均大于1，且该比值随温度降低总体上呈升高趋势，但应变率变化对其影响较弱。而最大伸长率比εbmt/εumt均小于1，且未老化时该参数随应变率升高而总体上呈升高趋势，但老化后该参数随应变率升高而呈下降趋势，温度变化对该参数的影响较复杂。其次，随热老化时间增长，强度比σbmt/σumt变化不大，仅在14.29 s-1应变率条件下升高较为明显。而最大伸长率比εbmt/εumt随热老化时间增长而降低，且温度越低，降低越明显。最终，随温度的持续降低（-50℃）和应变率（14.29 s-1）的不断升高，推进剂的最大伸长率不再受应力状态的影响，而近似为一恒定值。上述应力状态对推进剂力学性能的影响，一方面是由于双轴拉伸时推进剂中的大分子链同时受两个方向的约束，沿一个方向发生分子链之间滑移变形的难度增大。因此，需要比单轴拉伸更大的应力作用才能发生破坏，这在很大程度上导致双轴拉伸时推进剂的最大拉伸应力较单轴拉伸时有所提高，而最大伸长率降低。另一方面是由于推进剂细观结构的损伤程度在双轴拉伸条件下与单轴拉伸时不同，但随温度的不断降低和应变率的持续升高，推进剂细观结构的损伤程度相当严重，应力状态的影响不明显。这些特性表明，准双轴拉伸条件下老化前后的推进剂均易因为伸长率的降低而发生失效，则双轴拉伸条件下固体推进剂的最大伸长率可选为开展点火建压条件下药柱结构完整性分析时的失效判据。此外，准双轴拉伸条件下未老化HTPB推进剂的最大伸长率约为单轴拉伸条件下相应数值的60%～85%，而老化后约为40%～60%，该比例关系有助于基于固体推进剂的单轴拉伸实验结果近似推断其在双轴拉伸条件下的力学性能。