电磁轨道炮复合型轨道的动态响应

发布时间：2020-06-13 15:07

【摘要】：电磁炮导轨是电磁发射装置的核心部件,对电磁炮的发射有着重要影响。它不仅需要传递电流并产生磁场,还要在多种外力的共同作用下,精准的导向电枢弹丸的运动。故其必须有较好的机械强度和刚度,同时还要有很好的耐磨损、导电性与耐烧蚀性,以用来保证发射寿命与精度。钢材质有良好的机械强度及刚度,而铜材质有着良好的电导率,广泛用于传输电流的各种设备之中。钢-铜复合型轨道理论上可以结合以上两种材质的特点,并应用于电磁炮轨道中。其中,钢质材质与电枢相接触,主要承担电枢的压力,用以保证发射精度;而铜质材质主要用于传输电流,提供更为理想的电磁环境。两种材质的复合比例,则可以根据实际发射需求进行调制。因其独有的优越性,复合型轨道引起了广泛关注。本文将钢-铜复合轨道看作winkler弹性地基梁,以此为基础得到复合轨道的一般动态响应控制方程;再对复合梁受力特点进行力学分析,得到复合轨道的挠曲线微分方程;之后建立了复合轨道的机电模型,得到其负载电阻,又计算了复合轨道周围的磁场分布,进一步得到轨道间相互作用力与电枢的运动方程;最后计算出电枢对导轨的作用力,再结合复合轨道的动态响应方程,应用二维Fourier积分变换,得到复合轨道在电磁炮发射状态下的动态挠度的实时解,并得到动态的正应力分布情况。根据理论分析结果,提出具体算例,并通过Matlab软件对其编程求解,则可以得到钢-铜复合型轨道的数值解。最后分别讨论了电压、复合轨道的材质比例等对导轨、电枢的动态响应的影响,同时还比较了复合轨道与单一材质轨道的结果差异。通过一系列计算与比较进而找到合理的优化参数,这对电磁轨道发射装置在各方面的应用上有重要理论和实际的意义。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ866

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本文编号：2711353