[发明专利]一种无损型NEPE推进剂剩余贮存寿命预估方法

说明书

本发明提供了一种NEPE推进剂无损型剩余贮存寿命预估方法，通过高温加速老化实验、气体含量监测实验、单向拉伸力学性能实验，对推进剂的老化性能特征参数进行监测，基于相关性分析和剩余贮存寿命预估模型，将NEPE推进剂老化释放的CO气体作为NEPE推进剂剩余贮存寿命预估的基础，获取NEPE推进剂的剩余贮存寿命。

技术领域

本发明属于火炸药技术领域，主要涉及NEPE推进剂装药剩余贮存寿命的预估方法，尤其涉及采用定应变不同温度水平的加速寿命试验方法，以特征气体释放量为失效参量评定NEPE推进剂的剩余贮存寿命。

背景技术

NEPE推进剂是当前高能、低特征信号固体推进剂研制和使用的重点，在长期贮存过程中，容易受多种因素的影响发生老化，进而影响发动机的整体性能。因此，进行准确的推进剂剩余贮存寿命预估，对于保证所在武器装备效能并进行合理的战略规划具有重要意义。

目前，国内外进行固体推进剂剩余贮存寿命预估研究的主要方法是以高温加速老化实验和Arrhenius、Berthlot等方程为基础，通过线性、指数和对数三种老化模型进行预测计算。Celina等人基于以上思路对相关推进剂剩余贮存寿命进行了预估(Celina M,Gillen K T,Assink R A.accelerated aging and lifetime prediction:review ofnon-Arrhenius behavior due to two competing processes.Polymer DegradationStability,2005,90(3):395-404)。王国强等通过四种温度(55、65、75、85℃)下的老化试验得到了推进剂最大延伸率变化数据，采用Berthlot方程求得推进剂剩余贮存寿命(王国强,史爱娟,丁黎,等.丁羟推进剂的热加速老化力学性能及寿命预估.火炸药学报,2015,38(1):47-50)。Gillen等通过实验分析发现直接套用Arrhenius、Berthlot等方程进行寿命预估可靠性不够，需要进一步对相关数学模型进行修正(Gillen KT,Bemstein R,Derzon DK.Evidence of non-Arrhenius behavior from laboratory aging and 24-year filedaging of polychloroprene rubber materials.Polymer DegradationStability,2005,87(1):57-67)。傅惠民则将整体预测方法和两步回归分析法引入到寿命预估数学模型中(傅惠民,杨立保,林逢春,等.固体推进剂剩余贮存寿命整体预测方法[J].机械强度,2007,29(5):754-759)。为使实验条件更加接近贮存实际，研究者在高温加速老化实验基础上，设计了热力耦合、湿热耦合等一系列新的老化试验，而剩余贮存寿命预估模型也随之不断改进。Bertrand提出鱼拓AIC、BIC标准对推进剂寿命预估进行分段处理，以适应湿热老化条件(Bertrand Roduit,Marco Hartmann,Partrick Folly,et al.Prediction of thermalstability of materials by modified kinetic and model selectionpoint.Thermochinica Acta,2014,579(5):31-39)。综合而言，当前提出的众多固体推进剂寿命预估模型，均是以力学、活化能、凝胶百分数等传统老化特征数据为基础。在实际中，此类数据的获取均需采用对原始发动机药柱人工取样检测的方式，从而造成发动机药柱破坏，导致发动机性能损耗甚至无法使用的后果，最终造成一定的经济损失和战斗力损耗。

为此，本发明以NEPE推进剂为研究对象，通过高温加速老化实验、气体含量监测实验、单向拉伸力学性能实验，对推进剂贮存老化过程中的性能特征参数进行监测，同时采用相关性分析方法和剩余贮存寿命预估模型，提出一种以特征气体释放量为基础数据的无损型寿命预估模型。

发明内容