固体发动机是运载火箭和武器装备的动力装置,其结构的完整性和动力系统的安全可靠密切相关,也会对运载火箭和武器装备的整体安全性产生较大的影响。药柱则是固体发动机的重要组成部分之一,药柱结构完整性是整体固体发动机完整性的关键因素。随着火箭武器性能的提升,固体发动机低温甚至极低温度下点火状态的药柱结构响应分析十分重要。固体发动机在低温状态下点火过程中条件较为恶劣,药柱在受到一定预应变的情况下同时在点火工作时受燃气压力的作用,载荷特性及推进剂力学特性均较复杂,固体发动机药柱的结构完整性易失效破坏。工程实践也表明,在低温-内压联合载荷下多有固体发动机失效破坏的发生。因此,对低温点火状态下的固体发动机药柱的结构完整性分析就显得很有必要。本文的主要工作如下:本文根据相关标准进行了复合固体推进剂的松弛试验和拉伸试验,并对相应的试验数据进行了处理分析。利用时间-温度等效原理对松弛试验所得到的数据进行处理与拟合,得到了8阶prony级数形式的推进剂应力松弛模量主曲线。同样,也利用时间-温度等效原理对拉伸试验得到的试验数据进行处理,得到了向低温段拓宽后的伸长率主曲线。分析了固体发动机药柱结构完整性失效判据方法,比较了应变叠加和累积损伤两种不同的药柱结构安全系数评估方法,并利用圆管型模拟发动机低温点火地面试车进行了验证。同时以圆管型模拟发动机为例,对影响低温点火下药柱结构响应的载荷作用、推进剂材料参数、装药结构参数等主要因素进行了仿真计算和分析,为固体发动机低温点火适应性设计改进提供参考。利用本文得到的复合固体推进剂的相关材料参数,针对某固体发动机,采用精细化的建模和仿真计算,分析其在低温点火状态下的药柱结构响应。对某固体发动机药柱应力集中的翼柱等部位设置了三条特征线来研究翼槽对于药柱结构响应的影响。采用应变叠加安全系数评估法计算得某固体发动机药柱结构的安全系数,并得到了试验验证。综上,说明本文采用的复合固体推进剂力学性能参数测试与分析所得的相关参数能够满足基于线粘弹模型的固体发动机药柱的完整性分析的要求,选取的固体发动机药柱结构完整性失效判据的方法合理有效并得到了试验验证,能够应用于固体发动机药柱结构的分析。