NEPE固体推进剂粘-超弹性本构模型研究

为了准确描述NEPE固体推进剂在有限变形下的力学特性,本文针对NEPE推进剂在有限变形下的粘-超弹本构模型进行研究。模型由超弹部分与粘弹部分并联构成:超弹部分采用Yeoh模型,粘弹部分采用非线性粘弹性本构模型。进行NEPE推进剂单轴拉伸试验及拉伸松弛试验,并用试验结果拟合超弹及粘弹两部分的材料参数。所建本构模型与实验结果进行了对比,模型能较好的预测30%应变内的NEPE推进剂的力学性能。

HTPB/IPDI弹性体的粘-超弹性本构模型研究

研究了HTPB/IPDI弹性体材料单轴等速拉伸及拉伸松弛的力学特性,材料的应变率相关性及松弛特性明显,表现出了较为显著的粘弹性特征;材料在拉伸载荷下有较大的变形量。因此,将Yang L M等提出的适用于橡胶动态特性的粘-超弹本构模型改进应用于HTPB/IPDI弹性体的静态及准静态力学中。模型由超弹模型及粘弹模型并联组成。用实验结果对模型中的参数进行拟合,并用拟合结果预测其他应变率下的实验结果,拟合及预测结果与实验吻合较好。

基于机器学习的绝热层材料粘-超弹性本构模型参数确定方法

为了更准确地描述固体发动机绝热层大变形特点以及力学响应与速率相关的力学性能,建立了一种粘-超弹性本构模型。模型由超弹性与粘弹性两部分组成,超弹部分的应力响应基于指数-对数形式的应变能密度函数推导获得,粘弹部分的应力响应为卷积积分形式。引入机器学习方法用于本构模型参数的厘定过程,该方法可以实现复杂模型的参数确定。将绝热层材料的试验数据与模型预测结果进行对比分析。结果表明,模型能够准确描述绝热层材料的力学响应,在不同拉速下(1.98、99、1980 mm/min)模型预测结果与试验结果的平均偏差分别为1.74%,8.1%,3.5%,从而说明基于机器学习的模型参数确定方法具有较高的可靠性与便捷性。

EPDM薄膜橡胶包覆材料的粘-超弹本构模型研究

为了描述一种新型三元乙丙（EPDM）橡胶薄膜包覆材料的力学性能，进行了不同拉伸速率（0．1～5mm／s）下的单轴拉伸试验和多步松弛试验。研究了材料的应力-应变响应，建立了有限变形下的粘一超弹本构模型。模型由超弹与粘弹两部分组成：超弹部分基于多项式应变能函数推导获得，粘弹部分则采用Maxwell模型来描述。通过单轴拉伸试验和多步松弛试验分别获得粘弹参数和超弹参数。将所建模型预测结果与试验结果相对比。结果表明：模型能很好地描述材料在20％工程应变范围内的力学特性，预测结果与试验结果最大偏差仅为5．6％，验证了模型的可靠性。

EPDM/PP热塑性动态硫化橡胶高温疲劳性能研究

针对三元乙丙/聚丙烯热塑性动态硫化橡胶,进行常温及高温(60℃)下应变比R为0的单轴拉伸疲劳试验,以最大主应变为损伤参量,使用幂律模型较好地拟合了疲劳寿命曲线,发现高温下疲劳寿命有较大提高.此外,使用数字显微镜与扫描电镜观察疲劳断面,发现疲劳断面分为光滑与粗糙两个区域,在峰值载荷较低、疲劳寿命更长的断面表现出更多分层,推测较低的峰值载荷作用下产生更多的二次裂纹导致裂尖钝化,从而提高了疲劳寿命.相同应变峰值载荷作用下的高温疲劳断面粗糙区分层更多,但光滑区却更大.高温下材料软化,应变能下降,在形成主裂纹之前形成更多的断面分层,延缓了快速断裂阶段,从而提高了疲劳寿命.