炮射导弹是近现代战争当中常用的一种精确定点打击武器,其经火炮发射后,以固体火箭发动机进行助推增速。在发射过程中,炮射导弹将承受最高达上万g的轴向过载。推进剂药柱是固体火箭发动机中抗高过载能力最为薄弱的结构件,因此研究其在高过载工况下的应力应变特性,确保在炮射导弹发射过程中药柱结构不发生损坏,对提高炮射导弹工作可靠性,实现预定射程和打击精度等有非常重要的意义。目前国内外在固体推进剂力学特性方面的研究大多集中于高、低应变率范围,缺乏中应变率下的研究。本文基于固体推进剂的动态实验数据,构建了描述推进剂在高、中、低应变率下力学性能的宽应变率本构方程,采用仿真方法研究了高过载下固体火箭发动机药柱在不同工况下的力学响应,主要研究内容如下。首先,采用宽应变率动态本构方程和低应变率静态本构方程对同一工况进行了仿真分析对比,认知两者之间仿真结果的差异性,验证了采用宽应变率动态本构方程的必要性,确保了后续仿真结果的可靠性。为了探究在高过载下,轴向载荷和端面摩擦对药柱应力应变的影响,对药柱仅承受轴向高过载和同时承受轴向高过载和端面摩擦两种工况进行了仿真计算,认为轴向过载是药柱内部最大von Mises应力和最大应变的主导因素,但同时也应关注药柱底面与挡药板之间的摩擦对应力应变分布的影响。然后,研究了几何参数和过载曲线变化对高过载下药柱应力应变的影响,发现药柱整体最大von Mises应力和最大应变受药柱长径比、载荷上升时间等参数影响较大,而受药柱外径与内径之比、载荷平台时间、载荷下降时间等参数的影响较小。最后,为了探究药柱侧面与壳体侧壁摩擦对于药柱力学特性的影响,对考虑药柱与壁面接触摩擦和不考虑接触摩擦两种工况进行了仿真对比,发现药柱与壳体侧壁接触摩擦对于药柱端面与档药板接触内边缘处应力影响较小,外边缘处应力影响较大。