点火压力下药柱Ⅰ型裂纹扩展仿真研究 |
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引用本文: | 崔辉如,喻尧,王晓东,吕轩,许玉荣.点火压力下药柱Ⅰ型裂纹扩展仿真研究[J].固体火箭技术,2023(5):763-769. |
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作者姓名: | 崔辉如 喻尧 王晓东 吕轩 许玉荣 |
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作者单位: | 1. 陆军工程大学国防工程学院;2. 湖北三江航天江河化工科技有限公司;3. 航天动力先进技术湖北省重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(12202496);;中国博士后科学基金资助项目(2022M723866); |
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摘 要: | 裂纹扩展特性是含缺陷发动机药柱结构完整性分析的前提。利用非固有内聚力模型,在有限元方法的基础上结合网格拓扑操作,发展了裂纹扩展仿真方法。以圆管发动机为例,研究了指数型点火压力作用下裂纹扩展的规律。研究结果表明,裂纹张开位移、裂尖横向位置在加载初期增速较大,加载末期增速较缓;随着压力因子绝对值、初始裂纹深度的增加,以及内表面均布裂纹数量的减少,裂纹张开位移会增大;压力因子绝对值越大,点火压力越大,裂纹也越容易提前扩展。初始裂纹深度的增加会在加载初期提前导致裂纹的扩展,在加载的后期,初始裂纹深度的增加反而会延迟裂纹扩展的时间。在加载的后期,尽管裂纹累计扩展次数一致,但裂纹数的增加会导致裂纹张开位移的减小,进而延迟裂纹扩展的时间。
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关 键 词: | 药柱 裂纹扩展 有限元 点火压力 |
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