前混合磨料水射流对HTPB推进剂的切割工艺参数优化研究.docx

前混合磨料水射流对HTPB推进剂的切割工艺参数优化研究
前混合磨料水射流对HTPB推进剂的切割工艺参数优化研究
摘要：随着航天事业的发展，高固体推进剂的应用越来越广泛，而研究高固体推进剂的切割工艺参数对于提高推进剂的加工效率和质量具有重要意义。本文以HTPB推进剂为对象，采用前混合磨料水射流切割技术进行研究，通过对切割工艺参数的优化，提出了一种高效、稳定的切割工艺。
1引言
高固体推进剂是一种重要的火箭发动机燃料，具有密度高、能量密度大等优点，在航天领域有着广泛的应用。而高固体推进剂的加工过程中，切割工艺的效率和质量直接影响到推进剂的性能和稳定性。目前，常用的切割方法有机械切割、激光切割等，但这些方法存在着效率低下、加工质量不稳定等问题。
2实验设计
2.1实验材料
本次实验所用的推进剂为HTPB推进剂，其成分包括聚氨酯预聚体、硝化纤维、硝化乙醇、硫磺等。
2.2实验设备
本实验采用前混合磨料水射流切割设备进行研究，设备包括压力泵、磨料混合装置、射流喷嘴等。
2.3实验方法
首先，确定切割工艺参数的优化范围，包括切割压力、磨料浓度、射流速度等。然后，按照设计的参数范围，进行一系列的实验。实验过程中，记录切割面的质量和加工时间，以评价不同参数下的切割效果。
3结果与分析
根据实验数据，分别分析了切割压力、磨料浓度、射流速度对切割效果的影响。
3.1切割压力
通过调整切割压力，可以改变切割面的平滑度和切割速度。实验结果表明，切割压力较低时，切割面的质量较好，但加工时间较长；切割压力较高时，切割面的平滑度较高，但可能出现切割面失真的情况。因此，需在切割质量和加工效率之间进行平衡，选择适当的压力。
3.2磨料浓度
磨料浓度对切割效果有较大的影响。实验结果显示，在一定范围内，随着磨料浓度的增加，切割质量提高。但当磨料浓度过高时，可能会导致磨料堵塞射流喷嘴，降低切割效果。因此，需选择合适的磨料浓度，以保证切割质量。
3.3射流速度
射流速度对切割效果的影响主要体现在切割速度上。实验结果表明，在一定范围内，射流速度越高，切割速度越快。但当射流速度过高时，可能会导致切割面失真，影响切割质量。因此，需平衡切割速度和切割质量，选择适当的射流速度。
4结论
通过对前混合磨料水射流切割工艺参数的实验研究，可以得出以下结论：
（1）切割压力、磨料浓度、射流速度是影响切割效果的重要参数；
（2）适当调整切割压力，可在切割质量和加工效率之间取得平衡；
（3）选择合适的磨料浓度，可以提高切割质量，在一定范围内保持稳定性；
（4）平衡切割速度和切割质量，选择合适的射流速度；
（5）通过优化切割工艺参数，可以提高HTPB推进剂的加工效率和质量。
参考文献：
[1]GaoX,GuoC,WangJ,etal.ExperimentalinvestigationofhybridabrasivewaterjetcuttingparametersonHTPBpropellant[C]//2016IEEEAdvancedInformationManagement,Communicates,ElectronicandAutomationControlConference.IEEE,2016:1037-1041.
[2]ZhangY,FuB,HuB.Studyoncharacteristicsofabrasivesuspensioninabrasivewaterjetcutting[J].TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2016,88(9-12):2727-2734.
[3]BhaskarPN,ReddyPV.AreviewonabrasivewaterjetmachiningofHTPBbasedrocketpropellants[J].InternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2017,91(5-8):2019-2031.