增强型电磁轨道炮主体结构的动力学分析
发布时间：2021-02-19 03:26
随着科学技术的迅速发展，传统的火炮由于各种固有因素的限制，已很难满足人类对发射的超高速、超高动能等更高要求。电磁轨道炮是一种先进的动能发射装置，利用电磁系统中电磁力，能在短时间内将物体加速到更高的速度，可大大提高发射体的速度和射程，在军事、航空航天、科研等领域有着极为广泛和深远的应用前景。本文以两匝轨道的平面串联增强型电磁轨道炮为研究对象，运用理论分析和有限元法对轨道炮进行动力学分析。论文首先分析了增强型电磁轨道炮的基本原理，根据磁场叠加原理和毕奥-萨法尔定律分析了电枢的电磁力和导轨承受的移动电磁载荷，建立了整个发射过程中电枢的动力学方程，利用龙格库塔法对动力学方程进行了求解，分析了电流参数和导轨结构参数对电磁轨道炮性能的影响，并研究了导轨结构参数对导轨电磁力的影响。其次，利用电磁场仿真软件Ansoft Maxwell建立了电磁轨道炮的仿真模型，并进行了求解分析，得到了增强型电磁轨道炮的电流密度和磁感应强度分布图，同时对电枢和内外导轨所受电磁力进行了数值模拟分析，并与理论计算结果进行了对比，验证了电枢和内外导轨电磁力的分析结果。最后，利用ANSYS Workbench软件对增强型电磁轨...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 电磁炮的主要类型与基本原理
1.3 电磁炮的国内外研究现状
1.4 课题的主要研究内容
第2章 电磁轨道炮电枢的动力学分析
2.1 增强型电磁轨道炮的基本原理
2.2 电枢电磁力分析
2.2.1 电流增大阶段电枢电磁力分析
2.2.2 电流衰减阶段电枢电磁力分析
2.3 电枢动力学建模及求解
2.3.1 电枢动力学模型
2.3.2 动力学方程求解
2.4 电流参数和导轨结构参数对电磁轨道炮性能的影响
2.5 本章小结
第3章 电磁轨道炮导轨的电磁力分析
3.1 导轨电磁力计算方法
3.2 内导轨电磁力分析
3.2.1 电流增大阶段内导轨电磁力分析
3.2.2 电流衰减阶段内导轨电磁力分析
3.3 外导轨电磁力分析
3.3.1 电流增大阶段外导轨电磁力分析
3.3.2 电流衰减阶段外导轨电磁力分析
3.4 导轨结构参数对导轨电磁力的影响
3.5 本章小结
第4章 电磁轨道炮的电磁场模拟分析
4.1 电磁场有限元模型的建立
4.2 电磁场有限元计算与分析
4.2.1 电流密度图和磁感应强度分布图
4.2.2 电枢和内外导轨电磁力的模拟计算
4.3 有限元计算与理论结果对比
4.4 本章小结
第5章 电磁轨道炮的动力学仿真及结构优化
5.1 基于 ANSYS Workbench 的耦合场分析方法
5.2 动力学分析过程
5.3 动力学分析结果
5.4 结构优化设计
5.4.1 正交试验设计方法
5.4.2 正交试验设计与分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]方口径电磁轨道发射装置导轨及壁板的动力响应[J]. 何威,白象忠. 振动与冲击. 2013(15)
[2]电磁轨道发射状态下导轨的动态响应[J]. 田振国,白象忠,杨阳. 振动与冲击. 2012(02)
[3]电磁炮及其特点和军事应用前景[J]. 王群,耿云玲. 国防科技. 2011(02)
[4]电磁轨道发射状态下导轨侧面的局部接触应力分析[J]. 田振国,白象忠,杨阳. 固体力学学报. 2011(01)
[5]电磁轨道炮 改写未来战争的利器[J]. 侯亚铭. 舰载武器. 2011(02)
[6]电磁轨道发射装置结构动力学特性分析[J]. 刘郑国,田福庆. 船舶力学. 2010(10)
[7]美国电磁轨道发射技术现状及特点分析[J]. 周媛,李敏堂,王菁华. 火力与指挥控制. 2010(09)
[8]电磁轨道炮及其关键技术的现状与发展[J]. 王德,苏鑫鑫. 飞航导弹. 2010(07)
[9]美军电磁炮研究进展与技术重点[J]. 卫锦萍. 国外坦克. 2010(01)
[10]CE/SE方法模拟等离子体电枢二维MHD效应[J]. 李昕,翁春生. 工程力学. 2009(10)
硕士论文
[1]电磁轨道发射系统动态性能研究[D]. 谌建民.西南交通大学 2010
本文编号：3040534
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 电磁炮的主要类型与基本原理
1.3 电磁炮的国内外研究现状
1.4 课题的主要研究内容
第2章 电磁轨道炮电枢的动力学分析
2.1 增强型电磁轨道炮的基本原理
2.2 电枢电磁力分析
2.2.1 电流增大阶段电枢电磁力分析
2.2.2 电流衰减阶段电枢电磁力分析
2.3 电枢动力学建模及求解
2.3.1 电枢动力学模型
2.3.2 动力学方程求解
2.4 电流参数和导轨结构参数对电磁轨道炮性能的影响
2.5 本章小结
第3章 电磁轨道炮导轨的电磁力分析
3.1 导轨电磁力计算方法
3.2 内导轨电磁力分析
3.2.1 电流增大阶段内导轨电磁力分析
3.2.2 电流衰减阶段内导轨电磁力分析
3.3 外导轨电磁力分析
3.3.1 电流增大阶段外导轨电磁力分析
3.3.2 电流衰减阶段外导轨电磁力分析
3.4 导轨结构参数对导轨电磁力的影响
3.5 本章小结
第4章 电磁轨道炮的电磁场模拟分析
4.1 电磁场有限元模型的建立
4.2 电磁场有限元计算与分析
4.2.1 电流密度图和磁感应强度分布图
4.2.2 电枢和内外导轨电磁力的模拟计算
4.3 有限元计算与理论结果对比
4.4 本章小结
第5章 电磁轨道炮的动力学仿真及结构优化
5.1 基于 ANSYS Workbench 的耦合场分析方法
5.2 动力学分析过程
5.3 动力学分析结果
5.4 结构优化设计
5.4.1 正交试验设计方法
5.4.2 正交试验设计与分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]方口径电磁轨道发射装置导轨及壁板的动力响应[J]. 何威,白象忠. 振动与冲击. 2013(15)
[2]电磁轨道发射状态下导轨的动态响应[J]. 田振国,白象忠,杨阳. 振动与冲击. 2012(02)
[3]电磁炮及其特点和军事应用前景[J]. 王群,耿云玲. 国防科技. 2011(02)
[4]电磁轨道发射状态下导轨侧面的局部接触应力分析[J]. 田振国,白象忠,杨阳. 固体力学学报. 2011(01)
[5]电磁轨道炮 改写未来战争的利器[J]. 侯亚铭. 舰载武器. 2011(02)
[6]电磁轨道发射装置结构动力学特性分析[J]. 刘郑国,田福庆. 船舶力学. 2010(10)
[7]美国电磁轨道发射技术现状及特点分析[J]. 周媛,李敏堂,王菁华. 火力与指挥控制. 2010(09)
[8]电磁轨道炮及其关键技术的现状与发展[J]. 王德,苏鑫鑫. 飞航导弹. 2010(07)
[9]美军电磁炮研究进展与技术重点[J]. 卫锦萍. 国外坦克. 2010(01)
[10]CE/SE方法模拟等离子体电枢二维MHD效应[J]. 李昕,翁春生. 工程力学. 2009(10)
硕士论文
[1]电磁轨道发射系统动态性能研究[D]. 谌建民.西南交通大学 2010
本文编号：3040534
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3040534.html
