单轴拉伸下HTPB推进剂细观损伤演化实验研究

为了研究HTPB固体推进剂在单轴拉伸载荷下的细观损伤机理，采用高精度微CT对拉伸过程中的HTPB推进剂进行了扫描实验，获取了不同拉伸应变下推进剂的细观损伤形貌以及孔隙率变化规律，分析了推进剂细观损伤对宏观力学性能的影响。结果表明：初始损伤的存在使得推进剂在受到载荷作用时AP颗粒就开始脱湿，AP颗粒脱湿形成的孔洞是推进剂细观损伤的主要形式。拉伸应变较小时，相对小尺寸AP颗粒而言，大尺寸AP颗粒附近的缺陷更容易发展成孔洞。随着拉伸应变的增大，绝大多数AP颗粒都开始脱湿，在推进剂宏观断裂前，大量AP颗粒脱湿形成的孔洞发生汇合，最终使推进剂断裂。加载过程中推进剂孔隙率随拉伸应变呈指数变化，初始孔隙率为1.8%，60%拉伸应变时孔隙率为19.1%。推进剂宏观力学性能处于线弹性段时，其内部细观损伤依旧在不断增加，当细观损伤累积到一定程度时推进剂的承载能力下降，宏观力学性能进入非线性段；由于AP颗粒仍具有一定的增强作用，且HTPB基体也具备承载能力，所以推进剂的应力随拉伸应变呈缓慢增加的趋势。

Experimental Study on Meso-Damage Evolution of HTPB Propellant under Uniaxial Tensile Load