電磁軌道炮電路暫態(tài)特性分析及發(fā)射組件優(yōu)化和解析計(jì)算
發(fā)布時(shí)間:2021-05-08 19:53
電磁發(fā)射裝置作為一種全新的概念性武器,在軍事、科研等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。因其具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ晕鱾(gè)國家在理論和應(yīng)用上對(duì)其進(jìn)行深入的研究。由于電磁發(fā)射裝置是一個(gè)處在高速滑動(dòng)電接觸下的應(yīng)力場(chǎng)、熱場(chǎng)和電磁場(chǎng)相互耦合的復(fù)雜系統(tǒng)影響中,所以想要掌握整個(gè)電磁發(fā)射裝置系統(tǒng)的物理過程,目前仍有相當(dāng)大的困難。論文主要對(duì)電磁軌道炮電路暫態(tài)的基本特性、發(fā)射組件重要參數(shù)優(yōu)化和電磁軌道炮發(fā)射炮管內(nèi)表面受三次函數(shù)分布?jí)毫ψ饔孟碌慕馕鼋膺M(jìn)行了研究。首先,論文從電磁軌道炮的電路暫態(tài)特性出發(fā),綜合考慮欠阻尼、過阻尼和臨界阻尼三種暫態(tài)過程。通過數(shù)值模擬結(jié)果分析了電感梯度、回路電感和電容三者分別對(duì)軌道炮儲(chǔ)能電容器上的電壓、放電回路電流和電樞反電動(dòng)勢(shì)之間的變化關(guān)系。其次,彈丸的出口速度是電磁軌道炮設(shè)計(jì)的最重要參數(shù)之一,探明軌道間距、高度、驅(qū)動(dòng)電流等對(duì)彈丸發(fā)射速度的影響,從而獲得彈丸的最佳速度是非常有意義的。論文在考慮了等離子體電樞運(yùn)動(dòng)中所受到的粘滯阻力和惰性阻力的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了包含電樞速度、驅(qū)動(dòng)電流、軌道間距和高度等在內(nèi)的優(yōu)化模型,并采用牛頓法進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算。優(yōu)化結(jié)果表明:調(diào)整發(fā)射軌道的高度及兩軌間的間距...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 電磁發(fā)射裝置的主要結(jié)構(gòu)和類型
1.2.1 電磁軌道炮
1.2.2 同軸線圈電磁炮
1.2.3 磁力線重接式電磁炮
1.3 電磁發(fā)射裝置的優(yōu)點(diǎn)
1.4 電磁發(fā)射裝置的應(yīng)用
1.4.1 軍工領(lǐng)域
1.4.2 民用領(lǐng)域
1.5 國內(nèi)外研究概況
1.5.1 電磁發(fā)射裝置研究的歷史
1.5.2 國外研究近況
1.5.3 國內(nèi)研究近況
1.6 本文所作的主要工作
第2章 電磁軌道炮電路的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建
2.1 電磁軌道炮的工作原理
2.1.1 基本原理
2.1.2 電樞所受電磁力的分析
2.1.3 電感梯度的分析
2.2 電磁軌道炮的電路數(shù)學(xué)模型
2.2.1 電源電路等效模型
2.2.2 電路方程
2.2.3 特征方程
2.3 本章小結(jié)
第3章 電磁軌道炮電路的暫態(tài)過程分析
3.1 模擬暫態(tài)過程響應(yīng)
3.2 欠阻尼狀態(tài)
3.2.1 微分方程的解
3.2.2 數(shù)值模擬結(jié)果及分析
3.3 過阻尼狀態(tài)
3.3.1 微分方程的解
3.3.2 數(shù)值模擬結(jié)果及分析
3.4 臨界阻尼狀態(tài)
3.4.1 微分方程的解
3.4.2 數(shù)值模擬結(jié)果及分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 電磁軌道炮電樞運(yùn)動(dòng)速度的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建及分析
4.1 電樞的基本類型
4.2 數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建
4.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.3.1 模型設(shè)計(jì)
4.3.2 算法設(shè)計(jì)
4.4 優(yōu)化結(jié)果及分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 電磁軌道炮發(fā)射炮管內(nèi)表面受三次函數(shù)分布?jí)毫χ馕鼋?br> 5.1 引言
5.2 發(fā)射炮管模型構(gòu)建
5.2.1 模型設(shè)計(jì)
5.2.2 邊界條件
5.3 應(yīng)力函數(shù)的構(gòu)建
5.3.1 滿足邊界條件的解析解
5.3.2 圓筒無限長時(shí)的極限
5.4 測(cè)試結(jié)果與理論計(jì)算的對(duì)比
5.4.1 測(cè)試結(jié)果
5.4.2 理論計(jì)算
5.4.3 對(duì)比分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]新概念動(dòng)能武器—電磁炮[J]. 李如年,王敬,王海. 中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2011(02)
[2]改進(jìn)電流絲法及其在感應(yīng)線圈炮場(chǎng)路結(jié)合分析中的應(yīng)用[J]. 劉守豹,阮江軍,彭迎,張亞東,張宇. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2010(30)
[3]基于交錯(cuò)式線圈布局的連續(xù)脈沖磁行波電磁發(fā)射基礎(chǔ)研究[J]. 郭芳,唐躍進(jìn),任麗,李敬東. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2010(27)
[4]軌道炮動(dòng)態(tài)負(fù)載特性的分析與仿真[J]. 楊玉東,王建新,薛文. 兵工學(xué)報(bào). 2010(08)
[5]電磁炮發(fā)射軌道受指數(shù)函數(shù)磁壓力的變形計(jì)算[J]. 劉文,李敏,白象忠,張海軍. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(08)
[6]電磁發(fā)射效率與激勵(lì)電流關(guān)系的仿真[J]. 姜仲秋,湯承林. 四川兵工學(xué)報(bào). 2010(03)
[7]多級(jí)重接炮的數(shù)值仿真與優(yōu)化物理設(shè)計(jì)[J]. 趙純,鄒積巖,何俊佳,李小鵬,周正陽. 兵工學(xué)報(bào). 2008(06)
[8]軌道炮脈沖電源續(xù)流硅堆設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析[J]. 董健年,張軍,桂應(yīng)春. 彈道學(xué)報(bào). 2007(04)
[9]發(fā)展中的電磁軌道炮[J]. 范長增,王文魁. 燕山大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(05)
[10]國際電磁發(fā)射技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 古剛,向陽,張建革. 艦船科學(xué)技術(shù). 2007(S1)
碩士論文
[1]電磁軌道炮內(nèi)彈道優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 何大嬌.南京理工大學(xué) 2008
[2]小口徑電磁軌道炮內(nèi)彈道特性初步研究[D]. 李迎生.南京理工大學(xué) 2007
[3]電磁軌道炮系統(tǒng)的建模與仿真[D]. 胡玉偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[4]新型電磁發(fā)射技術(shù)的研究[D]. 崔鵬.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005
[5]移動(dòng)荷載作用下軌道系統(tǒng)及高架橋的動(dòng)力響應(yīng)分析[D]. 于艷麗.武漢理工大學(xué) 2002
本文編號(hào):3175904
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 電磁發(fā)射裝置的主要結(jié)構(gòu)和類型
1.2.1 電磁軌道炮
1.2.2 同軸線圈電磁炮
1.2.3 磁力線重接式電磁炮
1.3 電磁發(fā)射裝置的優(yōu)點(diǎn)
1.4 電磁發(fā)射裝置的應(yīng)用
1.4.1 軍工領(lǐng)域
1.4.2 民用領(lǐng)域
1.5 國內(nèi)外研究概況
1.5.1 電磁發(fā)射裝置研究的歷史
1.5.2 國外研究近況
1.5.3 國內(nèi)研究近況
1.6 本文所作的主要工作
第2章 電磁軌道炮電路的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建
2.1 電磁軌道炮的工作原理
2.1.1 基本原理
2.1.2 電樞所受電磁力的分析
2.1.3 電感梯度的分析
2.2 電磁軌道炮的電路數(shù)學(xué)模型
2.2.1 電源電路等效模型
2.2.2 電路方程
2.2.3 特征方程
2.3 本章小結(jié)
第3章 電磁軌道炮電路的暫態(tài)過程分析
3.1 模擬暫態(tài)過程響應(yīng)
3.2 欠阻尼狀態(tài)
3.2.1 微分方程的解
3.2.2 數(shù)值模擬結(jié)果及分析
3.3 過阻尼狀態(tài)
3.3.1 微分方程的解
3.3.2 數(shù)值模擬結(jié)果及分析
3.4 臨界阻尼狀態(tài)
3.4.1 微分方程的解
3.4.2 數(shù)值模擬結(jié)果及分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 電磁軌道炮電樞運(yùn)動(dòng)速度的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建及分析
4.1 電樞的基本類型
4.2 數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建
4.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.3.1 模型設(shè)計(jì)
4.3.2 算法設(shè)計(jì)
4.4 優(yōu)化結(jié)果及分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 電磁軌道炮發(fā)射炮管內(nèi)表面受三次函數(shù)分布?jí)毫χ馕鼋?br> 5.1 引言
5.2 發(fā)射炮管模型構(gòu)建
5.2.1 模型設(shè)計(jì)
5.2.2 邊界條件
5.3 應(yīng)力函數(shù)的構(gòu)建
5.3.1 滿足邊界條件的解析解
5.3.2 圓筒無限長時(shí)的極限
5.4 測(cè)試結(jié)果與理論計(jì)算的對(duì)比
5.4.1 測(cè)試結(jié)果
5.4.2 理論計(jì)算
5.4.3 對(duì)比分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]新概念動(dòng)能武器—電磁炮[J]. 李如年,王敬,王海. 中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2011(02)
[2]改進(jìn)電流絲法及其在感應(yīng)線圈炮場(chǎng)路結(jié)合分析中的應(yīng)用[J]. 劉守豹,阮江軍,彭迎,張亞東,張宇. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2010(30)
[3]基于交錯(cuò)式線圈布局的連續(xù)脈沖磁行波電磁發(fā)射基礎(chǔ)研究[J]. 郭芳,唐躍進(jìn),任麗,李敬東. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2010(27)
[4]軌道炮動(dòng)態(tài)負(fù)載特性的分析與仿真[J]. 楊玉東,王建新,薛文. 兵工學(xué)報(bào). 2010(08)
[5]電磁炮發(fā)射軌道受指數(shù)函數(shù)磁壓力的變形計(jì)算[J]. 劉文,李敏,白象忠,張海軍. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(08)
[6]電磁發(fā)射效率與激勵(lì)電流關(guān)系的仿真[J]. 姜仲秋,湯承林. 四川兵工學(xué)報(bào). 2010(03)
[7]多級(jí)重接炮的數(shù)值仿真與優(yōu)化物理設(shè)計(jì)[J]. 趙純,鄒積巖,何俊佳,李小鵬,周正陽. 兵工學(xué)報(bào). 2008(06)
[8]軌道炮脈沖電源續(xù)流硅堆設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析[J]. 董健年,張軍,桂應(yīng)春. 彈道學(xué)報(bào). 2007(04)
[9]發(fā)展中的電磁軌道炮[J]. 范長增,王文魁. 燕山大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(05)
[10]國際電磁發(fā)射技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 古剛,向陽,張建革. 艦船科學(xué)技術(shù). 2007(S1)
碩士論文
[1]電磁軌道炮內(nèi)彈道優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 何大嬌.南京理工大學(xué) 2008
[2]小口徑電磁軌道炮內(nèi)彈道特性初步研究[D]. 李迎生.南京理工大學(xué) 2007
[3]電磁軌道炮系統(tǒng)的建模與仿真[D]. 胡玉偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[4]新型電磁發(fā)射技術(shù)的研究[D]. 崔鵬.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005
[5]移動(dòng)荷載作用下軌道系統(tǒng)及高架橋的動(dòng)力響應(yīng)分析[D]. 于艷麗.武漢理工大學(xué) 2002
本文編號(hào):3175904
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