книги / Химия и технология баллиститных порохов, твердых ракетных и специальных топлив. Т. 1 Химия

-1*5 -1,0 -0,5 0 о,5 1§ст,кгс/мм2

Рис. 54в. Временная зависимость прочности топлива НМФ-2Д при раз­ личных температурах:

блюдается отклонение от линейной зависимости в довольно широком температурном диапазоне, что, по-видимому, связано с перестройкой структуры из высокоэластического в стеклооб­ разное состояние.

Ранее было установлено [64], что функция длительной прочности в переходной области претерпевает разрыв, свиде­ тельствующий о принципиальном различии механизмов пла­ стического и хрупкого разрушения.

Для пластического разрушения предложено уравнение тем­ пературно-временной зависимости долговечности, которое применяется и ниже температуры хрупкости:

вации процесса разрушения при о = 0, ^ — коэффициент, ха­ рактеризующий температурную зависимость Ео(Е = Ео — яТ).

Температурная зависимость долговечности при а = сопз1 выражается в следующем виде [63]:

где В — постоянная, имеющая размер времени, Е — кажущая­ ся энергия активации процесса, приводящего к разрыву.

5.2 Температурная зависимость деформационных и прочностных характеристик

Приведенные выше на рис. 50 температурные области фи­ зического состояния БРТТ, определенные по деформациям сжатия, позволяют оптимизировать температурные интервалы безопасной переработки пороховой массы и надежной экс­ плуатации зарядов.

Методом термомеханических исследований на приборе УИП-70 определяются функции у = ЛТ) для обратимой высо­ коэластической и необратимой деформации.

На рис. 55 представлена схема универсального измеритель­ ного прибора УИП-70, разработанного ЦКБ уникального при­ боростроения АН СССР.

Рис. 55а. Схема прибора УИП-70М:

1 — реле времени; 2 — электродвигатель; 3 — шкиф; 4 — груз; 5 — шток УИП-70; 6 — образец; 7 — термопара; 8 — термокамера; 9 — регистратор температуры образца; 10 — датчик температуры; 11 — регулятор темпера­ туры; 12 — регистратор деформации; 13 — емкостный датчик

пунсона в образец и выражается отношением к его исходной высоте. Величину обратимой деформации можно найти при периодическом импульсном нагружении, когда фиксируется не только общая картина нарастания деформации с температу­ рой, но и обратимая и необратимая доли общей деформации в любой температурной точке. По результатам измерения на диаграмме пиков, полученных в результате нагружения и подъема, строятся кривые температурной зависимости де­ формации у =У(7), а также кривые обратимой у0бР= У(7) и не­ обратимой уНеобр = АТ) долей деформации.

Прибор УИП-70 обеспечивает автоматическое измерение и регистрацию деформаций при сжатии образца под действи­ ем различных фиксированных нагрузок с относительной по­ грешностью около 5%.

Камера-держатель образца и шток со сменным наконечни­ ком-пуансоном изготовлены из кварца. Основным чувстви­ тельным элементом измерительной системы является диффе­ ренциальный емкостной датчик. Система нагрева обеспечивает повышение температуры образца (или охлаждение) со скоро­ стями 0,6...20 К/мин в пределах 123...673 К. Термомеханиче­ ские кривые записываются на диаграммной ленте многоточеч­ ного потенциометра.

Для проведения исследований специальной вырубкой гото­ вятся образцы диаметром и высотой 6 мм. Величины дефор­ маций, определяемые в процессе эксперимента, в существен­ ной степени зависят от нагрузки.

На рис. 56 — 60 представлены типовые кривые деформа­ ций для конкретных составов.

В табл. 17 и рис. 61—63 приведены температурные зависи­ мости разрывных прочности, деформации и модуля упругости для некоторых составов БРТТ, показывающие, так же как и де­ формации сжатия, их большую зависимость от температуры.

Рис. 61. Температурная зависимость прочности при растяжении некоторых составов БРТТ:

1 _ РСТ-4К, 2 - РСАМ, 3 - РНДСИ-5КМ, 4 — РДГ

Рис. 62. Температурная зависимость деформации при растяжении некото­ рых составов БРТТ:

1 - РНДСИ-5КМ, 2 - РСТ-4К, 3 - РСАМ, 4 - РДГ

Таблица 17

Значения характеристик растяжения ($ = 1,1*10~3 с-1) некоторых БРТТ при различных температурах (°С)

Рис. 63. Температурная зависимость модуля упругости при растяжении некоторых составов БРТГ:

1 - РСАМ, 2 - РСТ-4К, 3 - РНДСИ-5КМ, 4 - РДГ

5.3. Зависимость удельной ударной вязкости от температуры

Критерием сопротивления материала к ударным нагрузкам является величина удельной ударной вязкости. Под удельной ударной вязкостью понимают работу, необходимую для разру­ шения образца при ударном нагружении, отнесенную к еди­ нице площади поперечного сечения:

е

= ^ о(е)с1е. (5.5)

о

Из выражения (5.5) следует, что ак определяется как проч­ ностью, так и деформацией материала при данном временном режиме нагружения. Теоретически величина ак может быть найдена по диаграмме разрушения образца в соответствующих температурно-временных условиях. На практике ак обычно оп­ ределяют путем разрушения образцов на маятниковом копре при ударном изгибе.

Удельная ударная вязкость в стандартных условиях испыта­ ния является функцией температуры материала.

Типичная зависимость ак от температуры Т для СРТТ по­ казана на рис. 64. Резкое падение ак связано со стеклованием полимерной системы.

Рис. 64. Зависимость удельной ударной вязкости от температуры топлива ПЭУ-7ФГ

Зависимости удельной ударной вязкости от температуры для составов БРТТ с металлическим горючим и без него при­ ведены ё табл. 18 и, на рис. 65, 66.

Таблица 18

Значение удельной ударной вязкости при разных температурах БРТТ