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推进技术2024年第10期:基于分数阶黏弹性模型的HTPB推进剂残余应力演化过程研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:梁渊哲;任全彬;何高让;郜婕;王新彤;

单位:西安航天动力技术研究所;航天动力技术研究院;

摘要:基于Grünwald-Letnikov离散格式,构建了基于ABAQUS二次开发的分数阶Kelvin模型材料本构。推导了三维下接近真实松弛实验边界条件的解析解公式,采用遗传算法对本构参数进行了精确辨识(相对误差小于6%)。通过单向拉伸松弛实验有限元模型计算验证了有限元计算结果收敛于解析解(相对误差小于3%)。最后采用松弛实验标定得到的本构参数,对HTPB推进剂固化降温过程及固化降温后残余应力松弛过程(10 h)进行了有限元计算。结果表明,固化降温后初期应力集中出现在中孔及人工脱粘层与药柱的分离处。随着松弛演化过程,药柱内部残余应力均下降,中孔及分离区处残余应力仍然显著大于其他区域,但中孔处应力梯度相对较小,分离处应力梯度显著大于其他区域。

关键词:HTPB推进剂;;遗传算法;;ABAQUS二次开发;;分数阶Kelvin模型;;固化降温;;残余应力