考虑NEPE推进剂力学性能拉压不对称性的装药结构完整性分析

为研究NEPE推进剂拉压不对称性对其装药结构完整性的影响,构建了考虑拉压不对称性的推进剂含损伤非线性本构模型,提出一种考虑拉压不对称性的装药结构完整性评估方法,并对轴向和横向联合过载作用下NEPE推进剂药柱进行了结构完整性分析。结果表明:在轴向和横向联合过载作用下,NEPE推进剂药柱处于拉压共存状态,且药柱的拉伸和压缩区域与推进剂本构模型无关;推进剂的拉压不对称性对其力学响应有一定的影响,考虑拉压不对称性的最大等效应变为1.54,介于分别由拉伸本构计算得到的应变0.193和压缩本构计算得到的应变0.100之间。考虑拉压不对称性的安全系数为5.68,大于未考虑时的安全系数1.73和4.98,传统的结构完整性评估方法较为保守。

基于SPH方法的固体火箭发动机殉爆数值模拟研究

针对固体火箭发动机的殉爆现象,采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法开展了固体火箭发动机殉爆过程的数值模拟研究,分析了主发发动机爆炸初期的爆轰产物膨胀过程,以及被发发动机在不同条件下受爆轰产物冲击的响应情况。结果表明:采用SPH方法模拟爆炸冲击响应时,计算结果与传统的任意拉格朗日欧拉(ALE)方法吻合较好,在保证相同仿真精度时,计算效率可提高约37.5%;主、被发发动机排列方式相同时,间距越小,发动机尺寸越大,殉爆响应程度越剧烈;主、被发发动机间距一定时,平行排列方式较垂直排列方式更容易发生殉爆。平行排列时,150 mm直径发动机的临界殉爆距离在80~100 mm之间,大于100 mm直径发动机的临界殉爆距离60~70 mm;垂直排列时,100 mm直径发动机的临界殉爆距离在50~60 mm之间。研究结果提供了一种用于殉爆数值模拟的方法,对固体火箭发动机的安全贮存和使用具有一定参考价值。