增强型电磁轨道发射装置受力及变形研究

发布时间：2020-10-13 20:16

　　 电磁轨道发射装置是一种可使电枢达到超高速度的新型发射装置,它利用电磁力驱动电枢,将电磁能转换成机械能,在现代化军事领域中拥有广泛的应用前景,未来可能部分或完全替代传统火炮发射方式。该装置发射过程中,存在电磁、温度和结构的多场耦合作用,导轨受到极其复杂的载荷作用而产生的横向挠曲变形,对发射装置的寿命和发射精度等产生重要影响。因此,开展电磁轨道发射装置的受力及变形研究具有重要的理论意义和实用价值。以两匝轨道串联而成的平面增强型电磁轨道发射装置为研究对象,利用有限元软件Ansoft建立其仿真模型,根据仿真结果对导轨和电枢中电流分布进行了分析及合理假设。依据毕奥萨法尔定律和磁场叠加原理求解了电枢所受电磁力,建立了电枢运动方程,利用Matlab对方程进行了数值求解。将电枢运动过程中的位移、速度以及所受电磁力的理论结果与仿真结果进行了对比,验证了假设的正确性,并分析了相关参数对电枢运动过程的影响规律。根据毕奥萨法尔定律和磁场叠加原理求解了导轨所受的电磁力,利用Matlab对公式进行了数值求解。将内外导轨所受电磁力的理论结果与仿真结果进行了对比,验证了假设的正确性,并分析了相关参数对内外导轨所受电磁力的影响规律。利用有限元软件ANSYS对发射装置进行了电磁-热-结构耦合分析,确定了不同时刻电枢电流密度和温度分布、运动过程中温度随时间变化规律、电枢受热膨胀对导轨的作用力。同时,对电磁场和热膨胀条件下电枢对导轨的作用力进行了对比分析。依据弹性基础梁理论,建立了内外导轨的挠曲线微分方程,利用初参数法对方程进行了求解,分析了外载荷作用下内外导轨的变形规律和弹性基础系数对导轨变形的影响规律。
【学位单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TJ866
【部分图文】：

第 1 章 绪 论[24,25]：（1）脉冲电源；（2）炮管寿命；（3）炮弹设计。为解决制约轨道炮研究发展的技术难题，相关研究人员从降低电流与增大电感梯度等方面进行考虑，提出了多种新型轨道炮，主要有：串联增强型轨道炮、分段轨道炮以及分散馈电轨道炮等。其中，串联增强型轨道炮因为结构简单、性能优异正逐渐成为新型电磁轨道炮的研究热点。

第 1 章 绪 论[24,25]：（1）脉冲电源；（2）炮管寿命；（3）炮弹设计。为解决制约轨道炮研究发展的技术难题，相关研究人员从降低电流与增大电感梯度等方面进行考虑，提出了多种新型轨道炮，主要有：串联增强型轨道炮、分段轨道炮以及分散馈电轨道炮等。其中，串联增强型轨道炮因为结构简单、性能优异正逐渐成为新型电磁轨道炮的研究热点。

电磁轨道发射装置研究的技术路线
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本文编号：2839657