| 摘要 | 第1-6页 |
| ABSTRACT | 第6-10页 |
| 主要符号说明 | 第10-11页 |
| 1 绪论 | 第11-21页 |
| ·研究背景、目的和意义 | 第11-13页 |
| ·固体火箭发动机结构完整性综述 | 第11页 |
| ·课题研究的背景和意义 | 第11-13页 |
| ·研究现状 | 第13-20页 |
| ·固体推进剂本构方程建模的研究概况 | 第13-15页 |
| ·裂纹尖端场的研究概况 | 第15-18页 |
| ·裂纹起裂准则研究概况 | 第18-20页 |
| ·本文主要工作 | 第20-21页 |
| 2 固体推进剂材料本构方程与数值模型实现研究 | 第21-60页 |
| ·固体推进剂的力学属性 | 第21-27页 |
| ·固体推进剂的微观力学行为 | 第21-22页 |
| ·固体推进剂的宏观力学性能 | 第22-24页 |
| ·固体推进剂的粘弹性 | 第24-26页 |
| ·固体推进剂药柱的力学性能要求 | 第26-27页 |
| ·粘弹性本构关系的理论基础 | 第27-31页 |
| ·热力学基本原理 | 第27-29页 |
| ·不可逆热力学的两个基本假设 | 第29页 |
| ·内变量理论 | 第29-31页 |
| ·演变方程 | 第31-34页 |
| ·广义粘弹本构方程 | 第34-36页 |
| ·微分型本构方程 | 第34页 |
| ·微分方程的求解 | 第34-36页 |
| ·非线性粘弹本构律 | 第36-43页 |
| ·线性粘弹性 | 第38-40页 |
| ·一维非线性粘弹性本构方程 | 第40-42页 |
| ·三维非线性粘弹性本构方程 | 第42页 |
| ·单积分型非线性粘弹性本构方程的特点 | 第42-43页 |
| ·初边值问题的求解 | 第43-46页 |
| ·非线性有限元求解步骤 | 第43-45页 |
| ·应力更新算法 | 第45-46页 |
| ·本构律模型的数值执行 | 第46-54页 |
| ·一维非线性粘弹性本构方程的递归数值积分 | 第46-49页 |
| ·三维非线性粘弹性本构方程数值积分 | 第49-52页 |
| ·一致切线柔量矩阵 | 第52-54页 |
| ·本构模型的数值算法程序实现 | 第54-59页 |
| ·用户子程序接口及工作过程 | 第54-55页 |
| ·ABAQUS中材料非线性问题的处理方式 | 第55-57页 |
| ·用户材料子程序UMAT的开发步骤 | 第57-58页 |
| ·UMAT子程序流程 | 第58-59页 |
| ·小结 | 第59-60页 |
| 3 固体推进剂本构模型验证 | 第60-78页 |
| ·本构方程非线性参数确定方法 | 第60-63页 |
| ·利用蠕变曲线确定本构方程参数 | 第60-61页 |
| ·数据减缩过程 | 第61-63页 |
| ·确定蠕变柔量 | 第63页 |
| ·单轴实验数值模拟 | 第63-64页 |
| ·双轴板条试件定速拉伸数值模拟 | 第64-65页 |
| ·星形药柱受点火压力载荷数值模拟 | 第65-66页 |
| ·PHI模拟发动机实验数值模拟 | 第66-68页 |
| ·单向拉伸实验方法与数据处理 | 第68-73页 |
| ·实验材料与设备 | 第68-70页 |
| ·单轴定速拉伸测试方法 | 第70页 |
| ·单轴蠕变测试方法 | 第70-73页 |
| ·数值模拟结果与实验结果的比较和讨论 | 第73-77页 |
| ·单轴拉伸数值模拟结果与实验结果比较 | 第73页 |
| ·双轴板条试件拉伸数值模拟结果与文献计算结果比较 | 第73-75页 |
| ·星形药柱受点火压力载荷数值模拟结果与文献计算结果比较 | 第75-76页 |
| ·PHI模拟发动机数值模拟结果与实验结果比较 | 第76-77页 |
| ·小结 | 第77-78页 |
| 4 典型药柱表面裂纹尖端应力应变场分析 | 第78-107页 |
| ·固体推进剂材料动态载荷下本构关系 | 第78-80页 |
| ·高应变速率与材料本构关系 | 第78-79页 |
| ·动态条件下固体推进剂材料的本构关系 | 第79页 |
| ·运动方程 | 第79页 |
| ·几何方程和协调方程 | 第79-80页 |
| ·平面应变和材料不可压缩时基本方程的极坐标形式 | 第80页 |
| ·固体推进剂材料不可压缩Ⅰ型裂纹尖端场 | 第80-82页 |
| ·裂尖前方张开型应力分布理论 | 第80-82页 |
| ·Ⅰ型裂纹尖端动态场 | 第82页 |
| ·动态裂尖场数值计算与结果分析 | 第82-106页 |
| ·定解条件 | 第82-83页 |
| ·加载条件 | 第83-84页 |
| ·物理模型 | 第84-85页 |
| ·裂尖场数值仿真计算 | 第85-104页 |
| ·药柱表面裂纹断裂起始条件 | 第104-105页 |
| ·仿真结果分析 | 第105-106页 |
| ·小结 | 第106-107页 |
| 5 典型药柱裂纹动态起始特征研究 | 第107-120页 |
| ·引言 | 第107-108页 |
| ·理论背景 | 第108-110页 |
| ·裂尖前方张开应力分布理论 | 第108-109页 |
| ·计算能量释放率和应力强度因子 | 第109-110页 |
| ·数值计算结果 | 第110-119页 |
| ·有限元计算结果 | 第110-111页 |
| ·确定约束参数丘 | 第111-112页 |
| ·在不同加载率下应力强度因子随以的变化 | 第112-113页 |
| ·预测断裂起始韧性 | 第113-118页 |
| ·利用断裂预测值判断药柱失稳 | 第118-119页 |
| ·小结 | 第119-120页 |
| 6 工作总结 | 第120-123页 |
| ·本文工作总结 | 第120-121页 |
| ·创新点 | 第121-122页 |
| ·未来展望 | 第122-123页 |
| 致谢 | 第123-124页 |
| 参考文献 | 第124-135页 |
| 附录 | 第135页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 | 第135页 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 | 第135页 |