电磁轨道炮弹丸挤进过程及多物理耦合场分析

发布时间：2022-09-29 17:57

　　本文基于结构力学、接触力学、弹塑性力学、热力学、电磁学等相关理论,应用有限元分析方法,对弹丸挤进电磁轨道炮身管过程进行了模拟分析,同时对身管进行了多物理耦合场分析和研究。 本文在介绍了电磁炮在国内外研究发展的最新现状基础上,建立了电磁轨道炮身管的不同材料之间共节点连接的三维有限元模型和电枢的三维有限元模型,采用有限元法模拟电枢挤进身管过程,并对影响电枢挤进过程的各种影响因素进行了参数化研究；在以上分析的基础上,通过建立身管不同材料之间接触式连接的有限元模型来模拟电枢挤进过程,得出了接触情况下电枢挤进过程中的电磁轨道炮身管的结构变形和应力的分布；通过建立身管的二维平面模型,对身管进行了磁-结构直接耦合分析和热-磁-结构耦合分析,得出了耦合分析作用下身管的应力应变分布、磁场分布和温度分布等情况,并将这两种分析结果与直接加载下的身管平面静力分析结果进行比较,得出了不同载荷分布及不同加载方式对电磁轨道炮的位移及应力影响,同时分析了结构变形对磁场、温度场的影响；最后通过分析电流强度的变化对身管强度和刚度的影响,得到了在特定的结构、材料及满足电磁炮使用要求下导轨所能承受的最大电流强度,为以后... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外电磁技术发展概述
        1.2.1 电磁炮的发展历史
        1.2.2 国外近期发展状况
        1.2.3 国内近期发展状况
        1.2.4 电磁轨道炮的发射原理
    1.3 论文的主要研究工作
2 弹丸挤进过程分析及参数分析
    2.1 弹丸挤进身管过程的理论计算
        2.1.1 显式方法的理论基础
        2.1.2 接触计算的理论基础
        2.1.3 电磁力的理论计算
    2.2 系统模型的简化处理和建立
    2.3 边界条件和载荷的施加
    2.4 挤进过程的分析结果
    2.5 挤进过程关键参数的回归分析
        2.5.1 回归分析理论
        2.5.2 关键参数对挤进过程的影响
    2.6 本章小结
3 弹丸挤进过程的接触分析
    3.1 弹性物体的法向接触的理论基础
    3.2 身管不同结构完全接触时的挤进过程分析
        3.2.1 建立模型的基本思路和要求
        3.2.2 施加载荷和边界条件
        3.2.3 结果分析
    3.3 结构之间部分接触部分固连时的挤进过程分析
        3.3.1 模型的建立及载荷边界条件的施加
        3.3.2 结果分析
    3.4 本章小结
4 电磁轨道炮身管的磁-结构分析
    4.1 电磁场基本理论
    4.2 磁-结构直接耦合分析
        4.2.1 建立有限元模型
        4.2.2 载荷和边界条件的施加
        4.2.3 直接耦合分析结果
    4.3 电磁轨道炮身管的静力学分析
    4.4 磁-结构直接耦合分析与静力学分析结果对比
    4.5 本章小结
5 电磁轨道炮身管的热-磁-结构耦合分析
    5.1 电磁轨道炮中热产生的主要来源和影响
    5.2 传热学基本理论
    5.3 电磁轨道炮的模型建立及网格划分
    5.4 载荷加载和边界条件的确定
    5.5 结果分析
    5.6 电流强度对身管的强度、刚度及温度场的影响
    5.7 本章小结
6 结束语
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁炮的前世今生与未来[J].   天津政协. 2011(02)
[2]美军试射超电磁炮 创世界纪录[J]. 王磊.  中国报道. 2011(01)
[3]电磁炮发射轨道受指数函数磁压力的变形计算[J]. 刘文,李敏,白象忠,张海军.  哈尔滨工业大学学报. 2010(08)
[4]脉冲电源型电磁轨道炮的理论分析与磁场仿真[J]. 谌建民.  山东电力高等专科学校学报. 2010(01)
[5]美军电磁炮研究进展与技术重点[J]. 卫锦萍.  国外坦克. 2010(01)
[6]电磁炮发射原理数值建模与分析[J]. 杨玉东,王建新.  火炮发射与控制学报. 2008(04)
[7]基于时频分析的电磁轨道发射电感梯度研究[J]. 孙立强,袁伟群,严萍.  电工电能新技术. 2008(02)
[8]发展中的电磁轨道炮[J]. 范长增,王文魁.  燕山大学学报. 2007(05)
[9]国际电磁发射技术研究现状[J]. 古刚,向阳,张建革.  舰船科学技术. 2007(S1)
[10]电磁轨道炮导轨和电枢中的焦耳热分析[J]. 李强,范长增,贾元智,张连勇,战再吉,王文魁.  弹道学报. 2006(04)

硕士论文
[1]大载荷下电磁轨道炮身管的结构参数分析[D]. 李浩.南京理工大学 2011
[2]电磁炮身管的参数化研究和动态响应分析[D]. 吴宇.南京理工大学 2009
[3]三级电磁发射器的建模及仿真优化[D]. 孙百瑜.哈尔滨理工大学 2006
[4]线圈炮电磁过程动态仿真技术研究[D]. 张海燕.哈尔滨理工大学 2005



本文编号：3683050