聚氨酯适配器本体泡沫在导弹系统中的寿命分析及预测_安昕.pdf
《聚氨酯适配器本体泡沫在导弹系统中的寿命分析及预测_安昕.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《聚氨酯适配器本体泡沫在导弹系统中的寿命分析及预测_安昕.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、31理论与研究NO.02 2023塑料科技 Plastics Science and Technology聚氨酯适配器本体泡沫在导弹系统中的寿命分析及预测安 昕,王 静,孟 柳,孟豪宇,张 涛,孙超明*(北京玻钢院复合材料有限公司,北京 102101)摘要:聚氨酯(PU)适配器本体泡沫作为导弹系统中的重要组成部分,长期受弹体的挤压。研究PU适配器本体泡沫满足全备弹周期储存条件不小于10年具有一定意义。文章主要研究了PU适配器本体泡沫的常温长期压缩蠕变性能。根据高分子材料的蠕变行为及使用工况,选用“时间强化模型”和自行设计的实验工装,分别对不同密度、加载应力的A型、B型和C型PU适配器本体泡沫进
2、行了常温长期压缩蠕变实验。通过软件拟合出相应参数,分析并预测了3种PU适配器本体泡沫的压缩蠕变寿命。通过“时间强化模型”计算的理论蠕变量与实际蠕变量偏差率小于5%。说明蠕变模型有效,A型、B型和C型PU适配器本体泡沫满足使用寿命10年的要求,为高分子材料常温蠕变性能的研究和寿命预测提供思路。关键词:PU适配器本体泡沫;蠕变应变;蠕变模型;恒定载荷;寿命预测中图分类号:TQ328.3 文献标识码:A 文章编号:1005-3360(2023)02-0031-05 DOI:10.15925/ki.issn1005-3360.2023.02.007Life Analysis and Predictio
3、n of Polyurethane Adapter Body Foam in Missile SystemAN Xin,WANG Jing,MENG Liu,MENG Hao-yu,ZHANG Tao,SUN Chao-ming*(Beijing Composite Materials Co.,Ltd.,Beijing 102101,China)Abstract:As an important part of the missile system,the polyurethane(PU)adapter body foam is squeezed by the projectile for a
4、long time.It is of certain significance to study the PU adapter body foam to meet the full reserve cycle storage conditions of not less than 10 years.The long-term compression creep properties of PU adapter foam at room temperature were studied.According to the creep behavior and working conditions
5、of polymer materials,the time strengthening model and self-designed experimental tooling were used to carry out long-term compression creep experiments at room temperature for A-type,B-type and C-type PU adapter foams with different densities and loading stresses.The corresponding parameters were fi
6、tted by software,and the compression creep life of three PU adapter body foams was analyzed and predicted.The deviation rate between the theoretical creep calculated by the time hardening model and the actual creep is less than 5%.It shows that the creep model is effective,and the A-type,B-type and
7、C-type PU adapter body foams meet the requirements of 10 years of service life,which provides ideas for the study of room temperature creep properties and life prediction of polymer materials.Key words:PU adapter body foam;Creep strain;Creep model;Constant load;Life prediction聚氨酯(PU)泡沫因具有二次加工性、低温发泡、
8、生产成本低、密度低、力学性能好、抗冲击能力强、闭孔率好、泡孔紧密且分布均匀等优点,广泛应用于各型号导弹适配器1-3。但 PU 泡沫材料的蠕变性是一个重要的问题4-6。尤其作为导弹发射系统中重要的组成部分,PU适配器本体泡沫在导弹系统中长期受弹体的挤压,实际使用过程中不仅要满足在全备弹周期储存条件不小于10年的技术要求,同时保证在发射时维持较高的发射精度7-8。研究PU收稿日期:2022-09-23*联系人,引用本文:安昕,王静,孟柳,等.聚氨酯适配器本体泡沫在导弹系统中的寿命分析及预测J.塑料科技,2023,51(2):31-35.Citation:An X,Wang J,Meng L,et
9、al.Life analysis and prediction of polyurethane adapter body foam in missile systemJ.Plastics Science and Technology,2023,51(2):31-35.32理论与研究NO.02 2023塑料科技 Plastics Science and Technology适配器本体泡沫在常温长期压缩蠕变性能和寿命预测,对导弹系统十分重要。Lucas等9采用“时间强化模型”和“应变强化模型”在不同应力和温度条件下,描述锆合金-2蠕变变形的适用性。研究表明:时间强化模型”适用于锆合金-2金属样品在
10、温度低于375 下热蠕变变形的计算,而在可变应力或可变温度条件下,使用“时间强化模型”并不能对锆合金-2的蠕变变形进行准确预测。魏轩10采用“时间强化模型”,全面描述PU泡沫材料高温环境不同载荷下的蠕变行为。模型的预测结果与实际得到的蠕变曲线较匹配,最大误差在5%左右。李慕珂等11在高温条件下对PU泡沫进行了蠕变实验研究,采用“时间强化模型”对获得的蠕变、时间曲线进行拟合,得到高温蠕变模型。通过比较拟合后模型和实测得到的蠕变速率,发现“时间强化模型”能够很好地预测PU材料在高温条件下的蠕变速率。研究表明:“时间强化模型”可以很好预测PU泡沫材料在高温环境下的蠕变性能,但关于“时间强化模型”对P
11、U泡沫常温长期压缩蠕变性能的研究和寿命预测报道较少。本实验从实际出发,结合高分子材料的蠕变特性和自主研发的实验工装,进行为期1年的PU适配器本体常温蠕变实验,并研究PU适配器本体的蠕变规律。利用“时间强化模型”对PU适配器本体泡沫的寿命进行分析及预估,为今后硬质泡沫材料在常温长期压缩条件下的蠕变性能研究及寿命预测提供参考。1实验部分1.1实验材料聚氨酯(PU)适配器本体泡沫,A型、B型及C型,自制。表1为PU适配器本体泡沫的密度、受截面积及高度。其中A型、B型试样密度相同、受截面积不同;B型、C型试样密度不同,受截面积相同。1.2仪器与设备实验工装(蠕变夹具),自制,图 1 为蠕变夹具结构图。
12、压力传感器,载荷050 kN,北京航天鼎盛自动化科技有限公司;电热鼓风干燥箱,DHG-9003,上海一恒科学仪器有限公司;深度尺,量程300 mm,精度0.02 mm,哈尔滨量具刃具集团有限责任公司。1.3实验过程实验条件:实验温度为(261);实验时间为1年,每日记录1次。表2为实验载荷和加载应力。实验步骤:实验前检查试样尺寸是否符合规格,质量是否满足技术要求。将试样安装在实验工装上,按照表2进行加载;对加载好的试样进行编号,定期测量试样总高度(上压板到导轨面距离)变化,并进行压力补偿。将PU适配器本体泡沫进行编号,根据型号和实际加载应力不同,分别为A1、A2、B1、B2、C1和C2。以A1
13、为例,字母代表试样型号,数值代表实际加载应力的倍数。1.4PU适配器本体泡沫压缩蠕变模型选择及失效寿命预测方法1.4.1PU适配器本体泡沫压缩蠕变模型选择目前描述高分子材料蠕变行为的本构模型较多12-14,主要包括应变强化模型、时间强化模型及广义指数模型等。其中时间强化模型因参数较少、形式简单,常被用于描述恒定应力状态下的蠕变过程15。本文拟采用时间强化模型进行研究。蠕变速率的计算公式为:?=C1C2tC3e-C4/T(1)式(1)中:?为蠕变速率,1/h;为加载应力,MPa;C1、C2、C3、C4为蠕变模型中的系数,均为常数且C10,需要对蠕变实验曲线拟合来确定;T为绝对温度,K。对式(1)
14、积分得到:=A1A2tA3e-A4/T(2)式(2)中:为蠕变应变;A1、A2、A3、A4均为常数。在常温下,温度T为定值,对式(2)进一步整理得到:=A0A2tA3(3)式(3)中:A2、A3为常数,与压力和温度无关,A0=A1e-A4/T,仅与温度有关。图1蠕变夹具结构图Fig.1 Structure diagram of creep clamp表1PU适配器本体泡沫密度、受截面积和高度Tab.1 PU adapter body foam density,loading area and heightPU适配器本体泡沫A型B型C型密度/(gcm-3)0.150.150.20受截面积/mm2
15、84000108000108000试样高度/mm250250250表2实验载荷和加载应力Tab.2 Experimental load and loading stressPU适配器本体泡沫A型B型C型1倍加载应力/MPa0.120.140.14载荷/N1004314879148792倍加载应力/MPa0.240.280.28载荷/N20086297582975833理论与研究NO.02 2023塑料科技 Plastics Science and Technology当压力不变时,式(3)可转化为:=AtA3(4)式(4)中:A=A0A2,仅与压力、温度有关。式(4)为选用的常温蠕变曲线拟合模
16、型,以此对PU适配器本体泡沫常温蠕变的性能进行研究。1.4.2PU适配器本体泡沫失效寿命预测方法失效判定依据:按试样技术要求,试样在厚度方向上蠕变量达到3 mm,即判定试件失效。寿命预测的公式为:0=AtA3(5)式(5)中:0为失效判定依据;A、A3为不同载荷所对应的蠕变方程参数;t为蠕变时间,h。由蠕变模型(2)可知:A=A1A2e-A4/T(6)由式(6)取对数得到:lgA=lg(A1e-A4/T)+A22.303lg(7)根据式(7)可知,室温下蠕变模型=AtA3中参数A与应力大小线性相关。A3为常数,与应力无关。本试样采用的PU适配器本体泡沫为闭孔自结皮泡沫,不会发生吸潮等现象,在本
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 聚氨酯 适配器 本体 泡沫 导弹系统 中的 寿命 分析 预测
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。