EPDM絕熱包覆層熱解特性及本構(gòu)模型研究.pdf

1、三元乙丙(EPDM)作為固體火箭發(fā)動機(jī)的絕熱包覆層位于發(fā)動機(jī)殼體與推進(jìn)劑裝藥之間，在發(fā)動機(jī)工作過程中，絕熱包覆層可以有效地控制裝藥燃面的變化規(guī)律，得到所需要的內(nèi)彈道性能，從而保證發(fā)動機(jī)的正常工作。此外，絕熱包覆層對殼體與藥柱之間應(yīng)力、應(yīng)變的傳遞也起到了重要的緩沖作用，緩解了殼體的震動和沖擊對裝藥燃燒的影響。這就要求絕熱包覆層材料必須具有良好的熱穩(wěn)定性能和力學(xué)性能。本文針對EPDM絕熱包覆層的熱防護(hù)機(jī)理和本構(gòu)模型展開研究，主要包括以下內(nèi)容

2、:
　　(1) EPDM絕熱包覆層熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究
　　通過熱重分析確定EPDM絕熱包覆層材料的熱解溫度范圍，結(jié)合能譜分析和微觀結(jié)構(gòu)掃描等技術(shù)手段對熱解材料的微觀結(jié)構(gòu)、物相變化以及元素的成分和含量展開研究。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析EPDM絕熱包覆層的熱防護(hù)機(jī)理，并為其在不同熱解狀態(tài)下力學(xué)行為的變化規(guī)律提供理論依據(jù)。
　　(2) EPDM絕熱包覆層力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究
　　通過多步松弛和單軸拉伸兩種實(shí)驗(yàn)方式，獲取不同熱解狀態(tài)下EP

3、DM的平衡響應(yīng)曲線和拉伸曲線。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析材料的粘流特性、率敏感性和超彈性等特征以確定材料的力學(xué)范疇，為建立EPDM絕熱包覆層在不同熱解狀態(tài)條件下的本構(gòu)模型提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　(3) EPEM原始材料層本構(gòu)模型研究
　　根據(jù)EPDM準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用超彈性模型對平衡響應(yīng)曲線進(jìn)行擬合，并在此基礎(chǔ)上引入應(yīng)變率參數(shù)函數(shù)，以描述EPDM在單軸拉伸實(shí)驗(yàn)中的率相關(guān)特性，從而構(gòu)建了能夠描述和預(yù)測EPDM在有限應(yīng)變率范圍內(nèi)力學(xué)響

4、應(yīng)特性的粘超彈本構(gòu)模型。
　　(4) EPDM熱解材料層本構(gòu)模型研究
　　基于EPDM初始熱解材料在準(zhǔn)靜態(tài)條件下的粘超彈特性，本文構(gòu)建了一個由含熱解溫度項(xiàng)的超彈單元模型和含損傷項(xiàng)的粘彈單元模型并聯(lián)組成的粘超彈本構(gòu)模型;基于EPDM深度熱解材料所呈現(xiàn)出的的彈脆性特征，嘗試采用Ogden(n=2)模型對其進(jìn)行描述。擬合結(jié)果表明，粘超彈模型和超彈脆性模型均可很好地描述EPDM在不同熱解程度下的力學(xué)行為，為EPDM絕熱包覆層在固體火