[发明专利]高能声束消减推进剂固化残余应力的方法

说明书

本申请涉及推进剂性能研究技术领域，尤其涉及一种高能声束消减推进剂固化残余应力的方法。所述方法包括以下步骤：将推进剂药浆注入到固化容器中，等待所述推进剂药浆开始固化；所述推进剂药浆开始固化时，开启高能声束发生器和高能声束换能器，持续发射所述高能声束至所述固化容器内的所述推进剂药浆中，直至所述推进剂药浆固化形成推进剂药柱；关闭所述高能声束发生器和所述高能声束换能器。本申请所提供的高能声束消减推进剂固化残余应力的方法可以有效地消减推进剂内部的残余应力，保证航天器材的运行安全。

技术领域

本申请涉及推进剂性能研究技术领域，尤其涉及一种高能声束消减推进剂固化残余应力的方法。

背景技术

随着航天工业在经济发展中的作用日益显著，工程应用中对航天工业安全的要求也越来越高，推进剂作为航天重要燃料，其力学性能及稳定性严重影响航天器材的运行安全。推进剂残余应力的存在，会直接导致推进剂药柱出现裂纹，诱发开裂等现象，这会直接威胁航天器材的运行安全，因此，为了保证航天器材的运行安全，需要消减推进剂内部的残余应力。

现有技术中有很多消减金属材料残余应力的方法及装置，例如退火、回火、振动冲击等，但是对于非金属且存在胶体状态阶段的推进剂这种材料的残余应力的消减方法并不多。例如，名称为基于高能声磁耦合原理的残余应力消除装置的发明专利申请(申请号为201410099482.0)公开了一种用于消除金属材料在切削、热处理、焊接等加工过程中引入的残余应力的装置。再如，名称为一种用于消除焊接残余应力的便携式振动处理装置的实用新型专利(申请号为03219437.4)公开了一种能够显著地消除焊接残余应力，提高焊接结构的承载能力和疲劳寿命的装置。利用超声波消除残余应力的方法。上述两篇现有技术都是关于对金属材料残余应力的消减的装置，且所用到的方法及装置都较为复杂，没有公开对于非金属且存在胶体状态阶段的推进剂这种材料的残余应力的消减方法或装置，因此，关于消减推进剂内部残余应力的研究仍是人们研究的重点课题。

发明内容

本申请提供了一种高能声束消减推进剂固化残余应力的方法，以有效地消减推进剂内部的残余应力，保证航天器材的运行安全。

本申请提供了一种高能声束消减推进剂固化残余应力的方法，包括以下步骤：

步骤S1、将推进剂药浆注入到固化容器中，等待所述推进剂药浆开始固化；

步骤S2、所述推进剂药浆开始固化时，开启高能声束发生器和高能声束换能器，持续发射所述高能声束至所述固化容器内的所述推进剂药浆中，直至所述推进剂药浆固化形成推进剂药柱；

步骤S3、关闭所述高能声束发生器和所述高能声束换能器。

本申请所提供的高能声束消减推进剂固化残余应力的方法，在进行从推进剂药浆到推进剂药柱的全固化过程中，持续加入了对应力敏感的高能声束，一方面，根据高能声束塑性诱导效应，将高能声束的高频波动能量提供给固化过程中的推进剂药浆，以增强推进剂药浆的力学性能，以足以克服并消解推进剂固化时致使其产生残余应力的能量，从而在推进剂固化时就将可能会形成的内部残余应力消减掉，进而有效地消减了推进剂内部的残余应力，有效保证了航天器材的运行安全；另一方面，高频小振幅的高能声束会使推进剂药浆的颗粒更密实，增加其表面的流平性，有助于推进剂药浆内的气体逸出，以提高推进剂药浆的力学性能和稳定性，从而使其减少甚至不会形成内部残余应力，以达到有效消除推进剂内部的残余应力的目的，同样保证航天器材的运行安全。

进一步的，在所述步骤S2之前和/或所述步骤S2中，还包括步骤S21，根据所述高能声束换能器的频率，调节所述高能声束的工作频率和电压，以确保输出电压和输出电流相位一致。

这样可以达到较佳的调试效果，可以使高能声束对推进剂药浆的调试效果更好，更有效的抵抗推进剂内部的残余应力的产生。

更进一步的，在所述步骤S2中，还包括根据示波器显示的波形变化，调节所述高能声束的工作频率和电压。