复合固体推进剂五相细观模型建立方法及系统技术方案

本发明专利技术属于力学模型研究领域，公开了一种复合固体推进剂五相细观模型建立方法及系统，基于细观力学方法建立了复合固体推进剂的五相细观力学模型，求解得到多相夹杂复合固体推进剂的有效弹性模量。首先在原有复合材料四相模型的基础上，将推进剂的液膜厚度概念引入进去，并结合多相复合材料的逐步掺杂方法，使其发展为适用于复合固体推进剂的四相模型。本发明专利技术采用两步修正方法，第一步在模型中重新加入了界面相，形成了五相力学模型；第二步在界面相处引入不连续性条件。两步修正方法使得复合模型可以明确给出推进剂中两种不同的界面影响，并且最终给出了五相力学模型有效弹性模量的解析解。的解析解。的解析解。

【技术实现步骤摘要】
复合固体推进剂五相细观模型建立方法及系统


[0001]本专利技术属于力学模型研究领域，尤其涉及一种复合固体推进剂五相细观模型建立方法及系统。

技术介绍

[0002]日渐枯竭的传统化石能源带来了前所未有的能源危机，通常涉及到石油、电力或其他自然资源的短缺。能源危机通常会造成经济衰退。实现能量之间的高效转化，是缓解能源危机的一个有效手段，例如：热电转化和光/电
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化学能转化。无机功能固体，作为最重要的能源转换的载体，其晶体中的原子周期性排列带来了多样的电子和声子结构，使其因此拥有了丰富的物理、化学性质。
[0003]然而，在自然界中，完美的晶体几乎是不存在的。也就是说，所制备的固体材料中存在较大缺陷，其势必会影响到晶体的局域结构以及能带结构，这都对材料的性质起着至关重要的作用。因此，对固体的缺陷/局域结构进行精确表征，并在此基础上研究缺陷/局域结构对其能带结构的影响就必不可少。同时复合材料作为行业重要的一员，目前面临着环保压力、行业技术低端化、同质化竞争严重、产业技术研发滞后、管理不规范、发展方向迷茫等问题和艰巨的挑战，对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合固体推进剂五相细观模型的构建系统，其特征在于，包括：初始模型构建模块：使用软件建立复合固体推进剂的初始四相细观模型，包括推进剂中的固相颗粒和液相；逐步掺杂模块：根据逐步掺杂近似理论，将四种推进剂的代表性体积单元逐一引入到模型中；体积模量计算模块：在远离原点的位置对模型施加径向压力和位移条件，利用相关公式计算复合固体推进剂的体积模量。软件可以进行数值计算和求解线性方程组，得到体积模量的解析解；剪切模量计算模块：使用相关公式计算复合固体推进剂的剪切模量。软件可以通过数值计算和求解线性方程组，得到剪切模量的解析解；第一步修正模块：在颗粒和基体间加入液膜厚度并重新引入界面相，用来量化两种颗粒界面的区别。其液膜厚度通过用户计算获得，界面厚度和力学性能基于物质属性决定；第二步修正模块：在模型中引入界面位移不连续性条件，采用内聚区模型进行修正。有效弹性模量求解模块：根据修正后的五相模型，通过联立方程组，并利用软件进行数值计算，求解复合固体推进剂的有效弹性模量。2.如权利要求1所述的复合固体推进剂五相细观模型的构建系统，其特征在于，所述初始模型构建模块收集实际复合固体推进剂的组成信息，使用有限元分析软件或其他相关建模软件，根据这些信息创建一个四相细观模型；模型包括固相颗粒和液相的几何表示和材料属性。3.如权利要求1所述的复合固体推进剂五相细观模型的构建系统，其特征在于，所述逐步掺杂模块模拟实际推进剂中各种组分之间的掺杂。根据逐步掺杂近似理论，将四种推进剂的代表性体积单元逐一引入到初始模型中。4.如权利要求1所述的复合固体推进剂五相细观模型的构建系统，其特征在于，所述体积模量计算模块通过对四相细观模型施加径向压力或位移条件；然后根据各相弹性模量及泊松比数据，利用相关公式计算复合固体推进剂的体积模量。5.如权利要求1所述的复合固体推进剂五相细观模型的构建系统，其特征在于，所述剪切模量计算模块通过对四相细观模型施加剪切载荷，根据各相弹性模量及泊松比数据，利用相关公式计算复合固体推进剂的剪切模量。6.如权利要求1所述的复合固体推进剂五相细观模型的构建系统，其特征在于，所述第一步修正模块在颗粒和基体间加入液膜厚度并重新引入界面相，用来量化两种颗粒界面的区别。其液膜厚度通过用户计算获得，界面厚度和力学性能基于物质属性决定。7.如权利要求1所述的复合固体推进剂五相细观模型的构建系统，其特征在于，所述第二步修正模块采用内聚区模型进行修正。8.如权利要求1所述的复合固体...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢书敏，杨茂发，张现仁，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：