[發明專利]一種改性雙基推進劑中應變率高低溫壓縮響應測試方法

有效

• 申請號: 201810793670.1
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN108827795B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 白龍;謝侃;隋欣;周海霞;李月潔;王寧飛
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 毛燕

本發明涉及一種改性雙基推進劑中應變率高低溫壓縮響應測試方法，具體涉及一種高、低溫條件下改性雙基推進劑中應變率水平壓縮應力應變響應的高精度測試方法。所述方法基于高速液壓伺服測試系統，設計適合中應變率試驗需求的原位保溫裝置，結合可程式恒溫試驗機，實現了不同溫度條件下改性雙基推進劑中應變率水平的壓縮力學試驗，獲得改性雙基推進劑應力應變曲線。得到的應力應變曲線可應用于改性雙基推進劑考慮溫度條件的率相關本構模型的建立，應用于有限元仿真實現裝藥力學響應預估，解決改性雙基推進劑相關應用領域的工程問題。

技術領域

本發明涉及一種改性雙基推進劑中應變率高低溫壓縮響應測試方法，具體涉及一種高、低溫條件下改性雙基推進劑中應變率水平壓縮應力應變響應的高精度測試方法。

背景技術

改性雙基推進劑裝藥廣泛應用于炮射導彈發動機中，在高軸向發射過載條件下推進劑裝藥變形達到中應變率(1～100/s)水平。同時，炮射導彈在運輸、使用中可能承受-40～50℃的惡劣溫度條件，在不同溫度環境下推進劑力學性能發生變化，嚴重影響其抗過載能力。在裝藥抗過載設計中需要建立考慮不同溫度下的應變率相關本構模型，通過應用到有限元計算進行不同溫度下改性雙基推進劑抗過載結構設計。

目前，國內對于推進劑低應變率水平(應變率10^-1/s)壓縮試驗技術比較成熟，采用材料萬能試驗機結合原位保溫的方式能夠獲得不同溫度下推進劑低應變率水平應力應變響應。而對于中應變率范圍的壓縮試驗，現有技術能夠完成常溫狀態的推進劑力學響應測試(CN104237018B)。但不同溫度條件的力學響應測試存在一定困難，中應變率條件下高速動作在相對密封的低應變率原位保溫裝置會產生較大的壓力擾動，降低測試精度；同時，含能的改性雙基推進劑在高速壓縮時，在低溫條件下可能發生碎片飛濺，而高溫條件下可能出現燃燒或爆炸的安全隱患，因此需要設計滿足不同試驗溫度條件的同時，具有高精度和更高安全性的測試方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術無法實現推進劑中應變率水平高、低溫條件力學性能測試的問題，提供一種改性雙基推進劑中應變率高低溫壓縮響應測試方法。

實現本發明目的是通過下述技術方案實現的。

一種改性雙基推進劑中應變率高低溫壓縮響應測試方法，具體步驟如下：

步驟一、將制備好的改性雙基推進劑圓柱試件放入可程式恒溫試驗機，設置溫度控制程式進行保溫；

步驟一所述可程式恒溫試驗機設定溫度為目標試驗溫度，試驗溫度高溫極限50℃、低溫極限-40℃。

步驟二、給液壓試驗機安裝原位保溫裝置，將可移除彈性密封圈放置在原位保溫裝置開口處，降低動壓頭使端蓋與可移除彈性密封圈接觸并壓緊。根據需求調節溫控系統，使原位保溫裝置中的溫度與步驟一可程式恒溫試驗機的溫度相同。

步驟三、將動壓頭上升，移除可移除彈性密封圈，同時迅速將步驟一保溫好的試件放置在支撐座中心位置。降低動壓頭至動壓頭底面靠近試件上端面；根據溫度數顯器調節溫控系統，使原-位保溫裝置內部溫度穩定在目標試驗溫度并保溫。

步驟四、根據試驗應變率需求，按照公式(1)，計算得到加載速度；

其中，為工程應變率，v為加載速度，l₀為試件長度，t為時間；設置液壓伺服測試系統加載速度和數據采集頻率，使動壓頭按照設定的加載速度進行壓縮試驗，同時采集時間、位移和力三個一一對應的數據；

步驟五、對數據采集系統采集的時間、位移和力數據進行基于最小二乘法的濾波處理，截取力開始大于零位置的數據為有效數據起點。

步驟六、根據步驟五濾波后的數據，通過公式(2)計算工程應變，