温度循环载荷下药柱力学响应与累积损伤分析

针对机载固体火箭发动机在地面贮存和高空极端低温挂载的使用工况,开展了推进剂松弛及蠕变破坏试验获取相关材料参数,并基于热粘弹性本构,采用有限元法计算分析了药柱在温度循环载荷下温度场及力学响应,研究了挂飞时间对药柱温度场和应力应变场的影响规律,确定了某圆管星孔药柱危险点,并基于损伤模型对不同挂飞时间下发动机的失效挂飞次数进行了评估。结果表明,不同挂飞工况下药柱温度场和应变场分布规律相同,挂飞时间超过7 h后,药柱整体达到均匀温度场,此后随着挂飞时间的延长,应变增长幅度减弱;温度循环产生的交变热应力会导致药柱损伤累积,温度变化越快,造成的累积损伤越大,且随着挂飞时间的延长,失效挂飞次数逐渐缩短。