固体推进剂黏弹性本构模型及其有限元应用研究

基于时温等效原理和WLF方程建立推进剂黏弹性泊松比主曲线方程,进而建立考虑时间温度相关泊松比的推进剂本构模型。基于增量有限元方法,采用完全显式积分算法推导增量形式的黏弹性本构方程。根据MSC. Marc用户子程序编程规则,确定本构模型对应的一致切线刚度矩阵从而实现本构模型的有限元应用。先后通过固化降温以及点火增压工况,分别采用黏弹性泊松比以及弹性泊松比对药柱结构进行应力应变力学响应分析,并对比不同类型泊松比对应力应变场的影响。研究方法和结果可为发动机药柱的精细结构完整性分析提供参考。     

复合固体推进剂等效力学性能VCFEM细观预示方法

根据固体推进剂的细观结构特征,采用等圆最优装载方式生成代表性体积单元(Representative Volume Element,RVE)模型,并结合Voronoi单元有限元方法(Voronoi Cell Finite Element Method,VCFEM)和均匀化方法,发展了一种可预示固体推进剂等效力学性能的数值分析方法,从而得到体分比和组分材料对等效模量和等效泊松比的影响规律。为证明该方法的有效性,设计一个对称数值模型,通过对该方法和传统有限元方法的节点位移结果的比较,发现两者之间的相对误差小于5%,且VCFEM用少量单元就完成了分析,提高了计算效率。通过对不同细观结构下推进剂RVE模型的计算,发现随着夹杂体分比的增大,夹杂的颗粒增强效应越明显,基体材料的变化比夹杂材料对等效力学性能有着更加显著的影响。     

勇攀高峰的“驯虎人”——记2009年度“中国航天基金奖”集体奖获得者四院42所高能固体推进剂研究室

他们被称为固体推进剂的“训虎人”,专门与“性情暴虐”的易燃易爆高能量推进剂打交道。从最初数以克计的含能材料探索开始,他们一路“摸着老虎的屁股”走来,在国内首次取得高能推进剂大尺寸发动机演示验证圆满成功,使我国成为世界上少数几个掌握该高能推进剂技术的国家。     

BAE系统公司研发出新型“液体装甲”

BAE系统公司研制出了一种新型防弹材料——“液体装甲”。该型装甲在提高士兵防护力的同时,减轻了防弹衣的重量,增大了防弹衣的覆盖面积,提高了士兵的灵活性,且易于与其他系统相集成。     

溴化法测定双基推进剂中芥酸含量

采用溴化法测定含有硝化棉、硝化甘油、石蜡及酯类增塑剂的推进剂中芥酸的含量。首先使用乙醚提取,除去硝化棉,接着用15%的冰醋酸溶液把芥酸与硝化甘油、石蜡及酯类增塑剂分离,然后加入过量的溴化钾-溴酸钾标准溶液溴化芥酸,完全反应后,过量的溴与碘化钾反应,用硫代硫酸钠标准溶液滴定,以硫代硫酸钠标准溶液的消耗量换算出芥酸含量,该方法的平均回收率为100.24%,实验相对标准偏差为0.03%。     

离子液体[SO3H-Bmim][HSO4]催化餐饮废油制备生物柴油

实验合成了一种磺酸基功能化离子液体,并用于催化高酸值餐饮废油制备生物柴油。当醇油物质的量之比为8∶1,离子液体用量为废油质量的0.8%,反应温度为150℃,反应时间为180min,生物柴油的产率可达到90.6%。该离子液体可以在比较温和的条件下将餐饮废油的酸值从13.22mgKOH/g降低到1mgKOH/g以下,然后利用NaOH催化生产生物柴油,会达到更高的产率,更为经济可行。     

离子液体润滑剂的金属腐蚀性与抑制

对1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐及1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐两种离子液体润滑剂的金属腐蚀性作了初步研究,发现两种离子液体均对多种金属表面有较强的腐蚀作用,其中含酯基功能化离子液体的腐蚀性相对较小,这是由于其具有较弱的吸湿性和较强的表面吸附能力;另外发现,具有杂环结构的传统防锈剂苯并三氮唑（BTA）能很好地溶解在两种咪唑类离子液体中,并能显著降低两种离子液体对铜的表面腐蚀,说明有望通过利用传统防锈剂抑制离子液体润滑剂对金属的腐蚀作用。     

电流变液体汽车减振器的阻尼计算

针对汽车减振器中电流变液体阻尼的计算问题,利用同心间隙流动阻力精确解推导了汽车减振器的阻尼计算公式,结合减振器阻尼与电场强度之间的关系,给出了电流变液体减振器间隙两端压差和阻尼计算方法,并对影响阻尼的主要因素作了分析。经实验验证,计算结果与实测结果吻合。     

进气道角度对含硼推进剂固冲发动机性能的影响

为了提高含硼推进剂固体火箭冲压发动机内硼颗粒的燃烧效率,采用颗粒轨道模型进行了补燃室两相流的数值模拟,其中硼颗粒的点火和燃烧模型采用的是King模型,建立了发动机补燃室内简单反应流模型,在该模型下研究了进气道的位置对非壅塞固体火箭冲压发动机燃烧效率的影响,并在此基础上进行直连式试验研究.结果表明,后进气道角度为60°时的燃烧效率比90°时高.     

H2O2/HTPB固液混合发动机点火试验研究

利用H2O2催化分解原理,设计了烃类燃料在催化分解的90%H2O2中能燃烧的点火器,然后采用该点火器进行H2O2/HTPB固液混合发动机点火试验研究.试验结果表明,该点火器能够成功启动H2O2/HTPB固液混合发动机,且当混合比偏离最佳混合比后,发动机的燃烧效率降低.