强度极限线的获取和推进剂的失效判断的方法及相关设备

本申请涉及材料强度研究，尤其涉及一种强度极限线的获取和推进剂的失效判断的方法及相关设备。

背景技术：

1、目前国内外学者虽针对固体推进剂材料的双轴强度准则进行了相关研究，但是基于该双轴强度准则构建的失效准则精度不够，用于评估材料结构完整性、预判材料结构破坏时存在较大偏差，准确度不够。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中双轴强度准则及其失效准则精度和准确度不够的技术问题。本申请提供了一种强度极限线的获取和推进剂的失效判断的方法及相关设备，其主要目的在于构建精度更高的强度准则和失效准则。

2、为实现上述目的，本申请提供了一种复合固体推进剂的统一强度理论极限线的获取方法，该方法包括：

3、基于双参数统一强度理论，引入静水应力系数，建立考虑静水应力的三参数统一强度理论计算公式，其中，三参数统一强度理论计算公式包括主剪应力、正应力、静水应力系数、表征复合固体推进剂材料极限强度的强度参数、表征正应力对复合固体推进剂材料破坏贡献的第一影响因子和表征其他主剪应力对材料失效破坏的第二影响因子；

4、分别获取在同一个温度条件下，对试验件分别进行单轴拉伸、单轴压缩、真双轴压缩以及准双轴拉伸四种试验得到的基础试验数据，其中，基础试验数据包括每种试验得到的最大拉伸强度实验值或最大压缩强度实验值；

5、取泊松比为0.5，根据三参数统一强度理论计算公式、主剪应力和正应力分别与主应力之间的关系、单轴拉伸加载下的主应力关系、单轴压缩加载下的主应力关系、双轴压缩加载下的主应力关系、试验件在单轴拉伸加载下的中心位置应力状态、最大拉伸强度实验值和最大压缩强度实验值、准双轴拉伸加载下的最大拉伸强度实验值，求解第二影响因子的最终取值；

6、取泊松比为0.5，根据三参数统一强度理论计算公式、主剪应力和正应力分别与主应力之间的关系、试验件在单轴拉伸加载下的中心位置应力状态和第二影响因子的最终取值，得到目标数学式，根据目标数学式得到在温度条件下的复合固体推进剂的三参数统一强度理论极限线。

7、此外，为实现上述目的，本申请还提供了一种复合固体推进剂的失效判断方法，该方法包括：

8、根据上述任一项的方法获取待测复合固体推进剂在目标温度条件下的复合固体推进剂的三参数统一强度理论极限线；

9、根据在目标温度条件下的复合固体推进剂的三参数统一强度理论极限线，判断待测复合固体推进剂在第一实际主应力和第二实际主应力作用下是否失效。

10、此外，为实现上述目的，本申请还提供了一种复合固体推进剂的统一强度理论极限线的获取装置，该装置包括：

11、强度理论公式建立模块，用于基于双参数统一强度理论，引入静水应力系数，建立考虑静水应力的三参数统一强度理论计算公式，其中，三参数统一强度理论计算公式包括主剪应力、正应力、静水应力系数、表征复合固体推进剂材料极限强度的强度参数、表征正应力对复合固体推进剂材料破坏贡献的第一影响因子和表征其他主剪应力对材料失效破坏的第二影响因子；

12、实验值获取模块，用于分别获取在同一个温度条件下，对试验件分别进行单轴拉伸、单轴压缩、真双轴压缩以及准双轴拉伸四种试验得到的基础试验数据，其中，基础试验数据包括每种试验得到的最大拉伸强度实验值或最大压缩强度实验值；

13、解算模块，用于取泊松比为0.5，根据三参数统一强度理论计算公式、主剪应力和正应力分别与主应力之间的关系、单轴拉伸加载下的主应力关系、单轴压缩加载下的主应力关系、双轴压缩加载下的主应力关系、试验件在单轴拉伸加载下的中心位置应力状态、最大拉伸强度实验值和最大压缩强度实验值、准双轴拉伸加载下的最大拉伸强度实验值，求解第二影响因子的最终取值；

14、极限线构建模块，用于取泊松比为0.5，根据三参数统一强度理论计算公式、主剪应力和正应力分别与主应力之间的关系、试验件在单轴拉伸加载下的中心位置应力状态和第二影响因子的最终取值，得到目标数学式，根据目标数学式得到在温度条件下的复合固体推进剂的三参数统一强度理论极限线。

15、为实现上述目的，本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机可读指令，处理器执行计算机可读指令时执行如前面任一项的复合固体推进剂的统一强度理论极限线的获取方法或复合固体推进剂的失效判断方法的步骤。

16、为实现上述目的，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时，使得处理器执行如前面任一项的复合固体推进剂的统一强度理论极限线的获取方法或复合固体推进剂的失效判断方法的步骤。

17、本申请提出的强度极限线的获取和推进剂的失效判断的方法及相关设备，基于实际真双轴试验数据选用更符合实际情况的三参数统一强度理论，充分考虑真双轴试验、准双轴试验和单轴试验，获取任意温度下复合固体推进剂的三参数统一强度理论极限线。该三参数统一强度理论极限线即为构建的强度失效准则，相较于现有技术的强度失效准则，本申请的以三参数统一强度理论极限线构建的强度失效准则精准度更高，更符合固体推进剂实际强度特性，可以为材料失效判断提供更精准更可靠的强度失效判据，降低失效判断偏差。

技术特征：

1.一种复合固体推进剂的统一强度理论极限线的获取方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述取泊松比为0.5，根据所述三参数统一强度理论计算公式、主剪应力和正应力分别与主应力之间的关系、单轴拉伸加载下的主应力关系、单轴压缩加载下的主应力关系、双轴压缩加载下的主应力关系、试验件在单轴拉伸加载下的中心位置应力状态、所述最大拉伸强度实验值和最大压缩强度实验值、准双轴拉伸加载下的最大拉伸强度实验值，求解所述第二影响因子的最终取值，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据准双轴拉伸加载下的最大拉伸强度实验值、所述静水应力系数的取值、强度参数的取值、第一影响因子的取值、准双轴拉伸试验加载下的主应力表达形式的三参数统一强度准则计算公式，求解所述第二影响因子的最终取值，包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述三参数统一强度理论计算公式如公式1所示：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述取泊松比为0.5，根据所述主应力表达形式的三参数统一强度理论计算公式、中心位置应力状态关系式，得到准双轴拉伸加载下的主应力表达形式的三参数统一强度理论计算公式，包括：

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述最大拉伸强度实验值、最大压缩强度实验值、所述主应力表达形式的三参数统一强度理论计算公式以及得到的三个主应力关系式，计算得到静水应力系数的取值、强度参数的取值、第一影响因子的取值，包括：

7.一种复合固体推进剂的失效判断方法，其特征在于，所述方法包括：

8.一种复合固体推进剂的统一强度理论极限线的获取装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机可读指令，其特征在于，所述处理器执行所述计算机可读指令时执行如权利要求1-6任一项所述的复合固体推进剂的统一强度理论极限线的获取方法的步骤，或，执行如权利要求7所述的复合固体推进剂的失效判断方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可读指令，其特征在于，所述计算机可读指令被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-6任一项所述的复合固体推进剂的统一强度理论极限线的获取方法的步骤，或，执行如权利要求7所述的复合固体推进剂的失效判断方法的步骤。

技术总结
本申请提出一种强度极限线的获取和推进剂的失效判断的方法及相关设备，包括：取泊松比为0.5，根据构建的三参数统一强度理论计算公式、主剪应力和正应力与主应力之间的关系、单轴拉伸、单轴压缩和双轴压缩加载下的主应力关系、单轴拉伸加载下的中心位置应力状态、最大拉伸强度实验值和最大压缩强度实验值、准双轴拉伸的最大拉伸强度实验值，求解第二影响因子的最终取值得到目标数学式，得到在某个温度条件下的复合固体推进剂的三参数统一强度理论极限线。本申请基于充分考虑真双轴试验、准双轴试验和单轴试验，获取任意温度下复合固体推进剂的三参数统一强度理论极限线，以此构建的强度失效准则精准度更高，更符合固体推进剂实际强度特性。

技术研发人员：强洪夫,耿挺京,王哲君,王学仁,裴书帝,张迦陵
受保护的技术使用者：中国人民解放军火箭军工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15