小口径异形线圈炮汇流端的结构优化与仿真

发布时间：2024-05-09 19:05

　　基于电磁感应定律讨论了小口径异形线圈炮的工作原理。针对早期小口径异形线圈炮汇流端电流过大、应力分布不均匀,易造成汇流端局部断裂的问题,利用Ansys和Abaqus软件进行仿真分析,并对汇流端结构进行了优化设计。仿真结果表明,优化后汇流端电流分布更加均匀,各薄弱点应力均在安全阈值内,满足了设计的裕度要求。

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【部分图文】：

图1传统线圈炮工作原理图

传统线圈炮的工作原理（见图1）如下：炮管由许多等口径线圈构成，电枢上嵌有线圈，当炮管的第一个线圈因输送脉冲或交变强电流而形成磁场时，电枢上的线圈感应而产生电流，磁场与电流相互作用，推动电枢前进；电枢到达第二个线圈时向第二个线圈供电，又推动电枢前进；第三个、第四个线圈……直至最后一....

图2小口径异形线圈炮的双螺旋缠绕线圈

所研究小口径异形线圈炮的驱动线圈为双螺旋缠绕线圈（见图2）。其电枢上无加载线圈。当通过相反方向的脉冲电流时，异形线圈炮的轴向和圆周切向同时产生磁场。与传统线圈炮相比，该异形线圈炮的优点在于：当电枢以非中心轴线进入双螺旋结构中时，圆周切向磁场和轴向磁场交替变化，且相互作用，既能让电....

图3早期小口径异形线圈炮的汇流端结构模型

小口径异形线圈炮汇流端的材料为高纯铜T2，杨氏模量E=110GPa，泊松比u=0.35，密度ρ=8960kg/m3。早期小口径异形线圈炮的汇流端结构模型如图3所示。其汇流端主要分布在线圈两侧，总长度为200mm，每侧长度约为85mm，宽度为12mm，高度为4mm。2.1汇流端....

图4汇流端的电流分布（早期）

利用Ansys软件进行仿真分析，得到了图4所示的汇流端电流分布（早期）和图5所示的汇流端电磁力波形（早期）。图5汇流端的电磁力波形（早期）

本文编号：3968504