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丁羟(端轻基聚丁二烯,HTPB)推进剂由于其能量高、密度大且综合性能较好的原因,是目前应用较多的固体推进剂之一。为了对复合推进剂的力学性能和本构模型进行研究,从而为固体火箭发动机装药结构完整性分析提供理论参考,优化火箭发动机的设计,本文选取HTPB推进剂作为研究对象,进行了以下几个方面的的研究并且得到相应的结论:(1)采用万能试验机对材料进行不同温度下(10℃、30℃和50℃)和不同应变率下(3.33×10-4s-1、3.33×10-3s-1、3.33×10-2s-1和 3.33×10-1s-1)的准静态压缩实验,采用SHPB装置对材料进行不同应变率下(2500s-1 3500s-1和4500s-1)的动态压缩实验,对材料的力学性能进行了分析,分析结果表明:在低应变率下材料的力学性能具有明显的初温相关性和应变率相关性,在高应变率下材料的力学性能同样具有明显的应变率相关性,温度的降低或应变率的增加会使初始压缩模量增加,在低应变率下表征材料强度的屈服应力和在高应变率下表征材料强度的峰值应力都与应变率对数成线性关系。(2)基于Sherwood和Frost提出的本构框架关系,建立了 HTPB推进剂材料在低应变率下考虑环境温度影响的本构模型,得到不同温度和应变率下的理论预测曲线,与实验曲线对比后的结果表明:HTPB推进剂Sherwood-Frost本构框架模型,能较好地描述低应变率下HTPB推进剂材料在不同温度下(10°℃-50°℃)和不同应变率下(10-4-10-1量级)的应力-应变特征。(3)将朱-王-唐(ZWT)模型中的非线性弹性项改为超弹项,得到一种改进型ZWT本构模型,得到不同应变率下的理论预测曲线,与实验曲线对比后的结果表明:该改进型ZWT本构模型既可以较好地描述HTPB推进剂在应变较大时的力学特征,描述的应变范围最大可以达到0.45,又可以较好地反映HTPB推进剂材料在10-4量级到103量级的应变率范围内的应力-应变特征。(4)对材料在高应变率下(2500s-1 3500s-1和4500s-1)由于形变生成热引起的温升进行了实验测量和理论计算,并在此基础上建立了 HTPB推进剂材料形变生成热的温升函数,研究结果表明:理论计算所得到的形变生成热温升是真实的温升结果,在真实的温升结果下所建立的温度函数可以较好地预测HTPB推进剂材料在高应变率下(2500s-1 3500s-1和4500s-1)的形变生成热温升。(5)引入了 HTPB推进剂材料形变成生热效应的热软化函数,对改进型ZWT本构模型进行修正,得到了 HTPB推进剂材料在初温10℃下考虑形变生成热效应的改进型ZWT本构模型,研究结果表明:添加形变生成热的热软化函数可以较好地修正改进型ZWT本构模型在高应变率下对材料力学行为的预测,从而使模型能更全面地描述HTPB推进剂材料在宽泛应变率下的应力-应变特征。