Some Aspects of Time-Temperature Superposition Principle Applied for Predicting Mechanical Properties of Solid Rocket Propellants

Abstract

Optimal test conditions for determining the mechanical properties of rocket propellants (temperatures and strain rates ranges) for delivering master curves were investigated. From master curves it is possible to predict the modulus, maximum stress and maximum strain in vide intervals of temperatures and strain rates, and especially the existing conditions during the ignition of rocket motor. Using the control experiments, at high strain rates, the good agreement between the results obtained from master curves was shown. The obtained results for composite rocket propellants (with carboxy-terminated polybutadiene, CTPB, as a binder), point out the drastic decreasing of maximum strain at high strain rates and low temperatures. Einige Gesichtspunkte der Zeit/Temperatur-Überlagerung zur Anwendung bei der Voraussage der mechanischen Eigenschaften von Raketenfesttreibstoffen Optimale Prüfbedingungen zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften von Raketentreibstoffen (Temperaturen und Dehnungsgeschwindigkeitsbereiche) zur Entwicklung von Masterkurven wurden untersucht. Aus Masterkurven ist es möglich, den E-Modul, die maximale Spannung und Dehnung in weiten Bereichen der Temperatur und Dehnungsgeschwindigkeit und besonders die Bedingungen während der Zündung von Raketenmotoren vorauszusagen. Bei Verwendung von Kontrollversuchen wurde gute Übereinstimmung bei hohen Dehnungsgeschwindigkeiten mit den erhaltenen Ergebnissen aus den Masterkurven erreicht. Die Ergebnisse bei Kompositraketentreibstoffen (mit carboxyterminierten Polybutadienen, CTPB, als Binder) zeigten eine drastische Abnahme der maximalen Dehnung bei hohen Dehnungsgeschwindigkeiten und niedrigen Temperaturen. Quelques apects de la superposition temps/température appliqués à la prédiction des propriétés mécaniques de propergols solides de fusée On a étudié des conditions de test optimales en vue de déterminer les propriétés mécaniques de propergols de fusée (température et domaine de vitesse de déformation) en vue de développer des courbes principales. Les courbes principales permettent de prédire le module d'élasticité, la tension et l'élongation maximales dans de vastes domaines de température et de vitesse de déformation et, en particulier, les conditions pendant l'amorcage de moteurs de fusée. En utilisant les expériences de contrôle, on a obtenu, à des vitesses de déformation élevées, un bon accord avec les résultats provenant des courbes principales. Les résultats obtenus pour les propergols de fusée composites (avec des polybutadiènes à terminaison carboxy, CTPB, en tant que liant) ont montré une forte réduction de la déformation maximale à vitesses de déformation élevées et faibles températures.