含能快遞

東南大學(xué)和中科院上海有機所的研究人員利用MD 方法研究了HTPB/AP 粘接界面的力學(xué)行為和損傷特性

粘接界面結(jié)構(gòu)的變形行為，對揭示固體推進(jìn)劑力學(xué)性能變化的內(nèi)在機理具有重要意義。采用全原子分子動力學(xué)（MD）模擬方法，并通過使用改性的聚合物一致力場描述分子內(nèi)和分子間的相互作用，東南大學(xué)和中科院上海有機所的研究人員研究了端羥基聚丁二烯（HTPB）基體和高氯酸銨（AP）固體填充顆粒之間粘接界面的力學(xué)性能和損傷行為，揭示了加載速率、溫度和濕度對粘接界面強度和拉伸曲線的影響規(guī)律，并通過唯象結(jié)果的線性外推來分析實驗和MD 模擬結(jié)果之間的尺度差異。研究結(jié)果表明，隨加載速率升高，界面強度和模量呈增大趨勢，但溫度和濕度的增加將降低界面粘接強度。此外，AP-HTPB 粘接界面變形最初發(fā)生在HTPB 基體內(nèi)部，然后逐漸擴展至界面區(qū)域。

源自：Zhang J，Shi L，Luo P，et al.Mechanical properties and deformation behaviors of the hydroxyl-terminated polybutadiene and ammonium perchlorate interface by molecular dynamics simulation［J］.Computational Materials Science，2023，221：112077.

西北工業(yè)大學(xué)科研團隊研究了Al/氧化劑粘接界面結(jié)構(gòu)對固體推進(jìn)劑力學(xué)性能的影響

在不改變基本配方組分的前提下，通過調(diào)控和增強固體填充顆粒之間的界面是提高固體推進(jìn)劑燃燒性能和力學(xué)性能的重要途徑。針對該方面研究比較匱乏的現(xiàn)狀，利用拉伸試驗機、動態(tài)熱機械DMA 技術(shù)和微CT 動態(tài)掃描技術(shù)，西北工業(yè)大學(xué)科研團隊探索了鋁/氧化劑界面結(jié)構(gòu)調(diào)控對四組元端羥基聚丁二烯（HTPB）復(fù)合固體推進(jìn)劑性能的影響。研究結(jié)果表明，通過界面調(diào)控可將推進(jìn)劑的室溫斷裂伸長率提高約1.3 倍，達(dá)到51.81%，且能夠降低推進(jìn)劑對溫度和應(yīng)變率的敏感性。最后，通過掃描電鏡和微CT 原位拉伸掃描技術(shù)研究了界面調(diào)控推進(jìn)劑的細(xì)觀損傷機理。

源自：Lv X，Xu J，Xu R，et al.The effect of Al/oxidizers interfacial structure on the mechanical properties of composite propellants［J］.Polymer Testing，2023，126：108167.

西南交通大學(xué)和北京強度環(huán)境研究所報道了一種基于同步光源研究原位加載下固體推進(jìn)劑細(xì)觀損傷的試驗方法

實時準(zhǔn)確獲得動態(tài)加載過程中的細(xì)觀損傷演化規(guī)律，對于分析固體推進(jìn)劑的非線性力學(xué)行為具有重要作用?；诘谌捷椛涔庠醇夹g(shù)，西南交通大學(xué)與北京強度環(huán)境研究所的科研人員共同搭建了研究固體推進(jìn)劑細(xì)觀損傷的動態(tài)原位拉伸試驗系統(tǒng)，并給出了試驗件構(gòu)型尺寸，該系統(tǒng)的最大加載應(yīng)變率可達(dá)0.1 s-1?；谟^測圖像的三維重構(gòu)，以孔隙大小和形狀特性定量表征了推進(jìn)劑內(nèi)部固體填充顆粒與基體粘接界面在加載下發(fā)生的“脫濕”損傷程度，并以此分析了損傷程度隨應(yīng)變的變化規(guī)律。

源 自：Liu Y，Qian W，Wang L，et al.In situ X-ray tomography study on internal damage evolution of solid propellant for carrier rockets［J］.Materials Science & Engineering A，2023，882：145451.

海軍航空大學(xué)科研團隊基于DIC 和FEMU 法研究了HTPB 推進(jìn)劑裝藥粘接界面的宏細(xì)觀損傷和界面模型參數(shù)

開展裝藥結(jié)構(gòu)粘接界面損傷演化研究對于分析固體火箭發(fā)動機結(jié)構(gòu)完整性具有重要意義。海軍航空大學(xué)的研究人員開展了裝藥結(jié)構(gòu)模擬表征試驗件的宏細(xì)觀拉伸試驗，獲得了不同加載變形階段粘接界面宏細(xì)觀損傷演化規(guī)律，并使用數(shù)字圖像相關(guān)法（DIC）從宏觀角度分析了試驗件變形應(yīng)變場分布和變化情況，應(yīng)用有限元模型更新（FEMU）法，結(jié)合自適應(yīng)粒子群優(yōu)化（APSO）、反向傳播（BP）和Hooke-Jeeves 算法，反演識別了細(xì)觀粘接界面模型參數(shù)值，并開展了粘接界面結(jié)構(gòu)細(xì)觀損傷演化的數(shù)值模擬。

源自：Li Y，Lv W，Li G.et al.Macro and micro damage analysis and parameter inversion of HTPB adhesive Interface based on DIC and FEMU［J］.Composite Interfaces，2023，30（11）：1201-1226.

火箭軍工程大學(xué)科研團隊報道了一種研究低溫動態(tài)雙軸壓縮加載下固體推進(jìn)劑宏細(xì)觀特性的試驗方法

固體推進(jìn)劑的力學(xué)響應(yīng)具有明顯的率溫相關(guān)性，并受到加載應(yīng)力狀態(tài)的影響。然而，有關(guān)雙軸壓縮條件下推進(jìn)劑力學(xué)性能和損傷機理的研究比較匱乏?；鸺姽こ檀髮W(xué)研究人員基于INSTRON 高應(yīng)變率液壓伺服試驗機和新型試驗夾具搭建了一套研究1∶1 應(yīng)力狀態(tài)下固體推進(jìn)劑動態(tài)雙軸壓縮力學(xué)性能的試驗系統(tǒng)，并應(yīng)用微CT 設(shè)備對加載后的試驗件進(jìn)行觀測以分析推進(jìn)劑的細(xì)觀損傷機理和損傷程度。研究結(jié)果表明，相較應(yīng)變率，溫度對HTPB 推進(jìn)劑的雙軸壓縮力學(xué)性能影響更明顯。室溫條件下，應(yīng)變率持續(xù)升高不僅能影響HTPB 推進(jìn)劑的細(xì)觀損傷程度，而且能改變推進(jìn)劑的細(xì)觀損傷機理，但低溫條件下，提高應(yīng)變率僅能影響推進(jìn)劑的細(xì)觀損傷程度。此外，HTPB 推進(jìn)劑的雙軸抗壓強度約為單軸抗壓強度的2.8 倍。

源自：Geng T，Qiang H，Wang Z，et al.Macroscopic and mesoscopic properties of HTPB propellant under low temperature dynamic biaxial compression loading［J］.Polymer Testing，2023，119：107922.