基于热力学的HTPB/AP复合底排药损伤本构模型及损伤差异分析

作者：武智慧; 牛公杰; 钱建平^*; 刘荣忠

来源：航空学报, 2021, 42(03): 290-302.

• HTPB/AP复合底排药
• 热力学
• 拉伸力学性能
• 黏弹性
• 黏塑性
• 损伤演化
• 本构模型

为研究HTPB/AP复合底排药(CBBG)单轴拉伸力学性能,进行了准静态(233～301K,8.3×10-5～8.3×10-1 s-1)和冲击(233～323K,1 200～8 000s-1)加载实验。实验结果表明,各工况下的真应力应变曲线均有明显的屈服点,初始模量、屈服应力及后屈服阶段形态均呈现显著的温度和应变率相关性。在不可逆热力学框架内,推导了热力学力表达式和内变量演化法则,结合初始模量和屈服应力模型,建立了黏弹-黏塑-损伤本构模型。根据HTPB/AP CBBG宽泛温度和应变率实验数据,利用一维形式的本构模型进行了参数辨识和模型验证。结果表明,该模型能较准确描述黏弹性阶段和后屈服阶段。不同工况下的损伤演化律表明,冲击加载和低温均有利于损伤扩展。

• 单位
  南京理工大学; 中国工程物理研究院总体工程研究所