固体发动机推进剂/衬层粘接试件振动损伤分析

刘 磊，李金飞，宋佳明

(海军航空大学岸防兵学院，山东 烟台 264001)

固体发动机作为一种长寿命、可靠性较高的军工产品，其在正常振动环境下的失效时间以年为计数单位，模拟正常海洋值班环境下的振动试验需要较长的试验周期、较高的费用和人力成本。研究表明，界面脱粘是影响发动机寿命的主要因素之一［1］。想要探究固体发动机长时间值班过程中推进剂/衬层粘接界面的损伤规律，有必要进行实验室振动加速试验［2］。加速试验可以加快产品破坏，大幅减少试验周期，节约大量成本，且选择合理的加速模型能很好地得到对应实际环境下的损伤规律［3-4］。

为了研究不同频率和振动时间对推进剂/衬层粘接界面力学性能的影响，笔者开展了粘接试件的振动加速试验和单向剪切拉伸试验，应用双因素方差分析法对试验频率和振动时间对试件粘接强度的影响结果进行了检验。

1 试验准备

1.1 粘接试件制备

参考航天工业标QJ2038.2—91《固体火箭发动机燃烧室界面粘接强度测定方法》［5］的有关要求，本文设计了推进剂/衬层粘接试件，试件尺寸如图1所示。试验采用的粘接试件由金属件、绝热层、衬层及推进剂组成。粘接试件的推进剂选用HTPB复合推进剂，其组分包含质量百分比为10%的黏合剂、14%的铝粉颗粒、69%的AP(高氯酸铵)颗粒以及7%的添加剂。

图1 粘接试件

1.2 试验设备

本次试验采用的设备有ES-10-240/Amber振动试验系统和CMT6203电子万能试验机，如图2所示。振动试验系统用于开展振动加速试验，电子万能试验机用于开展单向剪切拉伸试验。……