固体火箭发动机粘接界面参数识别与损伤破坏数值模拟

• 作者: 伍鹏 李高春 韩永恒 王哲君 钱仁军 王艳秀
• 来源期刊: 含能材料
• 学科: 工学
• 关键词: 固体火箭发动机 粘接界面 内聚力模型 参数反演 数值模拟
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 页码范围: 1-10
• 页数: 10页
• 分类号: TJ76
• 语种: 中文
• DOI: 10.11943/CJEM2020096

摘要

为了研究固体火箭发动机粘接界面的损伤破坏过程，按照QJ2038.1A-2004制作了固体火箭发动机矩形粘接试件，对粘接试件进行了单向拉伸试验，获得了粘接试件的损伤破坏模式。根据粘接试件损伤破坏特点，建立了粘接试件的有限元数值模型，采用基于分步反演与Hooke‑Jevees优化算法结合的反演方法，准确地获取了推进剂/衬层/绝热层界面混合模式下双线型内聚力模型的相关参数，将其应用于粘接试件拉伸试验损伤破坏过程的数值模拟中。研究结果表明：粘接试件主要的破坏形式为推进剂/衬层/绝热层界面处的脱粘；提出的反演识别方法能够较好地获取固体火箭发动机的界面相关参数，拉伸速度为2 mm·min-1时，固体火箭发动机粘接界面的初始模量、最大粘接强度、断裂能分别为0.86 MPa、0.63 MPa、3.13 kJ·m-2；推进剂/衬层/绝热层界面的损伤导致粘接试件的应力随应变增加的速率减慢，人工脱粘层尖端处界面的起裂，并且沿试件中央扩展，最终贯穿粘接试件是粘接试件主要损伤破坏模式。