[发明专利]一种改性双基推进剂中应变率高低温压缩响应测试方法

说明书

本发明涉及一种改性双基推进剂中应变率高低温压缩响应测试方法，具体涉及一种高、低温条件下改性双基推进剂中应变率水平压缩应力应变响应的高精度测试方法。所述方法基于高速液压伺服测试系统，设计适合中应变率试验需求的原位保温装置，结合可程式恒温试验机，实现了不同温度条件下改性双基推进剂中应变率水平的压缩力学试验，获得改性双基推进剂应力应变曲线。得到的应力应变曲线可应用于改性双基推进剂考虑温度条件的率相关本构模型的建立，应用于有限元仿真实现装药力学响应预估，解决改性双基推进剂相关应用领域的工程问题。

技术领域

本发明涉及一种改性双基推进剂中应变率高低温压缩响应测试方法，具体涉及一种高、低温条件下改性双基推进剂中应变率水平压缩应力应变响应的高精度测试方法。

背景技术

改性双基推进剂装药广泛应用于炮射导弹发动机中，在高轴向发射过载条件下推进剂装药变形达到中应变率(1～100/s)水平。同时，炮射导弹在运输、使用中可能承受-40～50℃的恶劣温度条件，在不同温度环境下推进剂力学性能发生变化，严重影响其抗过载能力。在装药抗过载设计中需要建立考虑不同温度下的应变率相关本构模型，通过应用到有限元计算进行不同温度下改性双基推进剂抗过载结构设计。

目前，国内对于推进剂低应变率水平(应变率10^-1/s)压缩试验技术比较成熟，采用材料万能试验机结合原位保温的方式能够获得不同温度下推进剂低应变率水平应力应变响应。而对于中应变率范围的压缩试验，现有技术能够完成常温状态的推进剂力学响应测试(CN104237018B)。但不同温度条件的力学响应测试存在一定困难，中应变率条件下高速动作在相对密封的低应变率原位保温装置会产生较大的压力扰动，降低测试精度；同时，含能的改性双基推进剂在高速压缩时，在低温条件下可能发生碎片飞溅，而高温条件下可能出现燃烧或爆炸的安全隐患，因此需要设计满足不同试验温度条件的同时，具有高精度和更高安全性的测试方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术无法实现推进剂中应变率水平高、低温条件力学性能测试的问题，提供一种改性双基推进剂中应变率高低温压缩响应测试方法。

实现本发明目的是通过下述技术方案实现的。

一种改性双基推进剂中应变率高低温压缩响应测试方法，具体步骤如下：

步骤一、将制备好的改性双基推进剂圆柱试件放入可程式恒温试验机，设置温度控制程式进行保温；

步骤一所述可程式恒温试验机设定温度为目标试验温度，试验温度高温极限50℃、低温极限-40℃。

步骤二、给液压试验机安装原位保温装置，将可移除弹性密封圈放置在原位保温装置开口处，降低动压头使端盖与可移除弹性密封圈接触并压紧。根据需求调节温控系统，使原位保温装置中的温度与步骤一可程式恒温试验机的温度相同。

步骤三、将动压头上升，移除可移除弹性密封圈，同时迅速将步骤一保温好的试件放置在支撑座中心位置。降低动压头至动压头底面靠近试件上端面；根据温度数显器调节温控系统，使原-位保温装置内部温度稳定在目标试验温度并保温。

步骤四、根据试验应变率需求，按照公式(1)，计算得到加载速度；

其中，为工程应变率，v为加载速度，l₀为试件长度，t为时间；设置液压伺服测试系统加载速度和数据采集频率，使动压头按照设定的加载速度进行压缩试验，同时采集时间、位移和力三个一一对应的数据；

步骤五、对数据采集系统采集的时间、位移和力数据进行基于最小二乘法的滤波处理，截取力开始大于零位置的数据为有效数据起点。

步骤六、根据步骤五滤波后的数据，通过公式(2)计算工程应变，