非轴对称载荷下电磁轨道炮炮管的力学分析
发布时间：2023-02-19 19:11
电磁轨道炮是一种全新概念的武器，在国防军事、航空航天、交通运输、工业生产和科学研究等领域都具有不可估量的应用前景，世界军事科技强国都从战略高度予以重视并不断加大力度开展研究。然而，目前电磁轨道炮的组成过重，体积过大，其原因之一是构件的强度、刚度计算方面研究的内容比较浅显，距离实际应用的要求相差很远。过去20多年的许多电磁轨道炮虽然也进行了结构设计，考虑了材料的受力环境，但严格说对材料的力学行为研究很不够。目前，关于电磁炮力学问题的研究主要集中在电枢自身的受力分析以及电枢与轨道的相互作用方面，而关于炮管自身力学分析的研究则较为少见。 电磁轨道炮圆柱形炮管实际是一个在两种非轴对称同步移动载荷作用下的有限长圆柱壳体。两种非轴对称同步移动载荷作用是指移动的非轴对称集中载荷，以及同步移动且作用范围随移动位置增加的均布载荷的共同作用。鉴于目前电磁炮炮管的实际构造尚未定型，为使研究成果能够适用于炮管的多种规格，将其简化为有限长圆柱薄壳或有限长圆柱厚壳，划分标准可以依据壳体厚度与中面半径的比值确定。本文针对电磁轨道炮圆柱形炮管在两种非轴对称同步移动载荷作用下的受力状态，以简支边界条件为例，首先开展了静...
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的工程背景与意义
1.1.1 电磁能武器
1.1.2 电磁发射装置
1.1.3 研究意义
1.2 课题所涉及问题的研究历史与现状
1.2.1 研究历史
1.2.2 研究现状
1.2.3 电磁轨道炮炮管的力学性能研究
1.3 课题的基本任务
1.3.1 非轴对称载荷作用下的有限长圆柱薄壳问题
1.3.2 非轴对称载荷作用下的有限长圆柱厚壳问题
1.4 本文主要研究内容
第2章 基本理论
2.1 壳体的一般理论
2.1.1 薄膜理论
2.1.2 薄壳理论
2.1.3 厚壳理论
2.1.4 壳体问题的计算方法
2.2 Dirac 函数与 Heaviside 函数
2.2.1 Dirac 函数的定义
2.2.2 Dirac 函数的性质
2.2.3 Dirac 函数的量纲
2.2.4 Heaviside 函数
2.3 Galerkin 法
2.3.1 微分方程的等效积分形式
2.3.2 等效积分的“弱”形式
2.3.3 基于等效积分形式的加权余量法
2.3.4 Galerkin 法
2.4 最小势能原理
2.4.1 变分原理
2.4.2 最小势能原理
2.5 微分方程定解问题的求解方法
2.5.1 微分方程的定解问题
2.5.2 用 Laplace 变换求解定解问题
2.6 Runge-Kutta-Fehlberg 法
2.6.1 建立数值解法的基本思想
2.6.2 数值方法的截断误差与阶
2.6.3 Runge-Kutta 法
2.6.4 Runge-Kutta-Fehlberg 法
2.7 电磁轨道炮中的参数计算
2.7.1 发射轨道间相互作用力的计算
2.7.2 电枢对轨道作用力的计算
2.7.3 电枢运动参数的计算
2.8 本章小结
第3章 非轴对称载荷作用下有限长圆柱薄壳的静力分析
3.1 有限长圆柱薄壳的静力方程
3.2 非轴对称载荷作用下静位移及静应力的解析解
3.3 薄壳静力验证算例
3.3.1 算例概况
3.3.2 位移分析
3.3.3 应力分析
3.4 薄壳静力分析算例
3.4.1 算例概况
3.4.2 位移分析
3.4.3 应力分析
3.5 本章小结
第4章 非轴对称载荷作用下有限长圆柱薄壳的动力响应
4.1 有限长圆柱薄壳的动力方程
4.2 非轴对称载荷作用下动位移及动应力的解析解
4.3 薄壳动力验证算例
4.3.1 动位移分析
4.3.2 动应力分析
4.4 薄壳动力分析算例
4.4.1 动位移分析
4.4.2 动应力分析
4.5 本章小结
第5章 非轴对称载荷作用下有限长圆柱厚壳的静力分析
5.1 有限长圆柱厚壳的静力方程
5.1.1 坐标系的建立
5.1.2 位移、应变及应力表达式
5.1.3 静力平衡方程组的建立
5.2 非轴对称载荷作用下位移及应力的静力解析解
5.3 厚壳静力验证算例
5.3.1 沿轴向分布的位移应力分析
5.3.2 沿环向分布的位移应力分析
5.4 厚壳静力分析算例
5.4.1 位移分析
5.4.2 应力分析
5.5 本章小结
第6章 非轴对称载荷作用下有限长圆柱厚壳的动力响应
6.1 有限长圆柱厚壳的动力方程
6.2 非轴对称载荷作用下动位移及动应力的解析解
6.3 厚壳动力验证算例
6.3.1 动位移分析
6.3.2 动应力分析
6.4 厚壳动力分析算例
6.4.1 动位移分析
6.4.2 动应力分析
6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介
本文编号：3746794
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的工程背景与意义
1.1.1 电磁能武器
1.1.2 电磁发射装置
1.1.3 研究意义
1.2 课题所涉及问题的研究历史与现状
1.2.1 研究历史
1.2.2 研究现状
1.2.3 电磁轨道炮炮管的力学性能研究
1.3 课题的基本任务
1.3.1 非轴对称载荷作用下的有限长圆柱薄壳问题
1.3.2 非轴对称载荷作用下的有限长圆柱厚壳问题
1.4 本文主要研究内容
第2章 基本理论
2.1 壳体的一般理论
2.1.1 薄膜理论
2.1.2 薄壳理论
2.1.3 厚壳理论
2.1.4 壳体问题的计算方法
2.2 Dirac 函数与 Heaviside 函数
2.2.1 Dirac 函数的定义
2.2.2 Dirac 函数的性质
2.2.3 Dirac 函数的量纲
2.2.4 Heaviside 函数
2.3 Galerkin 法
2.3.1 微分方程的等效积分形式
2.3.2 等效积分的“弱”形式
2.3.3 基于等效积分形式的加权余量法
2.3.4 Galerkin 法
2.4 最小势能原理
2.4.1 变分原理
2.4.2 最小势能原理
2.5 微分方程定解问题的求解方法
2.5.1 微分方程的定解问题
2.5.2 用 Laplace 变换求解定解问题
2.6 Runge-Kutta-Fehlberg 法
2.6.1 建立数值解法的基本思想
2.6.2 数值方法的截断误差与阶
2.6.3 Runge-Kutta 法
2.6.4 Runge-Kutta-Fehlberg 法
2.7 电磁轨道炮中的参数计算
2.7.1 发射轨道间相互作用力的计算
2.7.2 电枢对轨道作用力的计算
2.7.3 电枢运动参数的计算
2.8 本章小结
第3章 非轴对称载荷作用下有限长圆柱薄壳的静力分析
3.1 有限长圆柱薄壳的静力方程
3.2 非轴对称载荷作用下静位移及静应力的解析解
3.3 薄壳静力验证算例
3.3.1 算例概况
3.3.2 位移分析
3.3.3 应力分析
3.4 薄壳静力分析算例
3.4.1 算例概况
3.4.2 位移分析
3.4.3 应力分析
3.5 本章小结
第4章 非轴对称载荷作用下有限长圆柱薄壳的动力响应
4.1 有限长圆柱薄壳的动力方程
4.2 非轴对称载荷作用下动位移及动应力的解析解
4.3 薄壳动力验证算例
4.3.1 动位移分析
4.3.2 动应力分析
4.4 薄壳动力分析算例
4.4.1 动位移分析
4.4.2 动应力分析
4.5 本章小结
第5章 非轴对称载荷作用下有限长圆柱厚壳的静力分析
5.1 有限长圆柱厚壳的静力方程
5.1.1 坐标系的建立
5.1.2 位移、应变及应力表达式
5.1.3 静力平衡方程组的建立
5.2 非轴对称载荷作用下位移及应力的静力解析解
5.3 厚壳静力验证算例
5.3.1 沿轴向分布的位移应力分析
5.3.2 沿环向分布的位移应力分析
5.4 厚壳静力分析算例
5.4.1 位移分析
5.4.2 应力分析
5.5 本章小结
第6章 非轴对称载荷作用下有限长圆柱厚壳的动力响应
6.1 有限长圆柱厚壳的动力方程
6.2 非轴对称载荷作用下动位移及动应力的解析解
6.3 厚壳动力验证算例
6.3.1 动位移分析
6.3.2 动应力分析
6.4 厚壳动力分析算例
6.4.1 动位移分析
6.4.2 动应力分析
6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介
本文编号：3746794
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3746794.html
