加速老化NEPE推进剂药柱结构变形损伤分析
宁玉豪1
李永华2
钱桂安3
刘晓晗4
孙建军4
吴国卿4
孙经雨3
1.大连交通大学 詹天佑学院(中车学院),大连 116028;中国科学院力学研究所,北京 1001902.大连交通大学 詹天佑学院(中车学院),大连 1160283.中国科学院力学研究所,北京 1001904.内蒙合成化工研究所,呼和浩特 010010
摘要：[目的]针对硝酸酯增塑的聚醚聚氨酯(Nitrate Ester Plasticized Polyether,NEPE)推进剂药柱在长期贮存及点火载荷作用下易受老化状态、温度环境和几何结构参数共同影响的问题,研究热加速老化及药柱几何结构对贮存与点火工况下NEPE推进剂药柱力学响应的影响规律.[方法]首先,采用恒温箱对NEPE推进剂开展25天热加速老化试验,并在-40、23、70℃下进行单轴拉伸试验;然后,基于Wiechert黏弹性本构模型对不同老化状态和温度条件下的材料参数进行标定,分析热老化对推进剂力学性能的影响.最后,开发典型药柱结构参数化建模插件,建立药柱有限元模型,开展老化前、后药柱在贮存及点火工况下的仿真计算,进一步分析星角数、星尖圆弧半径和角分数等几何参数对药柱应变分布的影响.[结果]试验结果表明,热老化会导致NEPE推进剂抗拉强度、弹性模量降低,应变率敏感性减弱.仿真结果表明,贮存工况下老化后药柱应变主要集中于顶部星尖圆弧区域,增加星角数可改善药柱应变分布;点火工况下,与未老化药柱相比,老化后药柱在-40、23、70℃下最大应变分别升高20.33％、137.50％、162.13％.星尖圆弧半径由2 mm增加至5 mm时,不同老化状态药柱在各温度下的最大应变平均降低31.53％、26.05％、24.57％;角分数由0.70增加至0.95时,不同老化状态药柱在各温度下的最大应变平均提高36.21％、46.51％、48.05％,研究为NEPE推进剂药柱结构设计、贮存安全评估及点火工况变形损伤分析提供参考.
关键词：NEPE推进剂热老化力学性能快速建模结构完整性
分类号：V512(航天用燃料（推进剂）及润滑剂)
论文发表日期：2026-07-31
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 67-74 )
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