復合型軌道應力場和溫度場的理論及數(shù)值模擬分析
發(fā)布時間：2021-08-27 17:45
電磁炮發(fā)射時會產(chǎn)生大量的熱,這些熱量主要來源于軌道通電后產(chǎn)生的焦耳熱,這些熱量大部分被軌道吸收。軌道中熱量的增加致使溫度急劇升高,高溫使得導軌表面部分材料發(fā)生脫落、氣化,甚至是電離,這加劇了軌道表面的燒蝕現(xiàn)象。雖然銅軌道具有良好導電性,能保證電樞的發(fā)射速度,但在高溫下銅的強度低、耐磨性能差,因而降低了軌道的使用壽命,限制了其在大功率重復發(fā)射中的應用。而銅基復合型軌道在保證高電導率的基礎上,改善了軌道內(nèi)表面的機械性能,既保證彈丸的發(fā)射速度,又能提高軌道表面的強度和耐燒蝕能力,因此在現(xiàn)代軌道炮的設計中得到了人們的重視。本文主要研究了銅基復合型電磁軌道的接觸應力,并應用數(shù)值模擬的手段分析了其在發(fā)射狀態(tài)下多物理場的耦合狀態(tài)。將銅基復合型軌道簡化為均布載荷和集中力作用下的半平面接觸問題,應用平面彈性理論得到了軌道復合層的應力分布,并在此基礎上給出了軌道基層局部的擬合后載荷表達式,進一步得到了軌道基層的應力場。應用Comsol Multiphysics軟件對復合軌道發(fā)射狀態(tài)下的多個物理場進行了耦合分析,得到了發(fā)射時軌道間、電樞內(nèi)部的磁場分布,給出了軌道及電樞上的電流密度分布,并進一步計算出了在發(fā)射...
【文章來源】：燕山大學河北省
【文章頁數(shù)】：63 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
地基高能反衛(wèi)星武器示意圖
圖 1-2 全尺寸模型電磁軌道炮英國 BAE 公司和美國海軍在研究電磁炮項目上有廣泛的合作，BAE 公司是世界最大軍品公司之一。2006 年 7 月英國 BAE 和美國軍方簽訂了價值 1470 萬美元的軍事合同，用于研究艦載電磁炮，對于電磁炮的多種樣式進行初步設計。2007 年BAE 公司向美海軍提供了一門 32MJ 實驗性電磁炮，美海軍在 2012 年對電磁炮進行實地射擊測試，并利用 BAE 公司提供的這門 32MJ 試驗性電磁炮成功的將發(fā)射里程超過了 160km，這說明電磁炮應用到實戰(zhàn)已經(jīng)邁出了重要的一步[7]。2013 年 9 月美海軍授權與 BAE 公司簽訂了命名為“電磁軌道炮研制高速彈丸”的合同，該合同將分為三個階段執(zhí)行，目前美國電磁炮的研究已經(jīng)從實驗室試驗研究階段轉(zhuǎn)向人工測試階段[8]。日本在二戰(zhàn)前期軍事力量比較強，在電磁炮上也投入了大量的財政支出，在 20 世紀 80 年代后期日本對電磁跑的研究處于鼎盛時期，對等離子體電樞研究比較成熟，目前日本主要對小口徑電磁軌道炮進行研究。同時德國、法國、荷蘭及意大利等國家也對電磁軌道炮進行研究，只是對于美國來說稍微落后，目前正處
圖 1-3 美國試射電磁炮被擊穿的鋼板射技術除了在軍事上有廣闊的應用前景外，同時也可以在民交通運輸方面，中國制造了磁懸浮列車，如果將電磁發(fā)射原，除了在增加列車的速度之外，還大大節(jié)約了建造列車軌道用原來的鐵軌；電磁發(fā)射器無外形限制，可以將小質(zhì)量的物點可以用在研究核聚變的試驗中，為原子核碰撞提供原始動時期的軌道有了可操控性；在工業(yè)方面，油田的機械抽油機原理制造電磁抽油機可以提高抽油的效率，同時也提供了新力仍然應用在航母上，用于彈射飛機，但是提供蒸汽動力需于海上航行而言淡水是非常珍貴的，如果利用電磁彈射技術，提高了整個發(fā)射過程的安全可靠性[31]，此外還可以把電磁使用。研究的主要內(nèi)容
【參考文獻】：
期刊論文
[1]銅/金剛石復合材料電磁軌道燒蝕特性的實驗研究[J]. 曹海要,戰(zhàn)再吉. 高壓物理學報. 2016(04)
[2]電磁發(fā)射裝置電-磁-熱場分布的分析與仿真[J]. 楊玉東,薛文. 火力與指揮控制. 2015(06)
[3]電磁軌道炮刨削的形成機理及仿真分析[J]. 劉峰,趙麗曼,張暉輝,王振春,溫銀堂. 高壓物理學報. 2015(03)
[4]電磁軌道炮的電路仿真建模[J]. 潘娜,韓學軍. 艦船科學技術. 2013(10)
[5]方口徑電磁軌道發(fā)射裝置導軌及壁板的動力響應[J]. 何威,白象忠. 振動與沖擊. 2013(15)
[6]沖擊載荷下軌道炮刨削形成機理及仿真分析[J]. 金龍文,雷彬,張倩. 火炮發(fā)射與控制學報. 2012(02)
[7]電磁軌道發(fā)射過程中電樞與導軌的力學特性[J]. 田振國,楊陽,白象忠. 機械強度. 2012(02)
[8]電磁軌道炮軌道表面刨削產(chǎn)生分析[J]. 李鶴,雷彬,李治源,呂慶敖,張倩. 火炮發(fā)射與控制學報. 2012(01)
[9]電磁軌道發(fā)射器連續(xù)發(fā)射的滑動電接觸[J]. 徐偉東,袁偉群,陳允,戴藝波,周媛,楊丹,嚴萍,李軍. 強激光與粒子束. 2012(03)
[10]基于軌道振動的刨削動態(tài)模型與仿真[J]. 朱仁貴,雷彬,李治源,張倩. 價值工程. 2012(06)
博士論文
[1]電磁軌道炮仿真及性能優(yōu)化研究[D]. 胡玉偉.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]小口徑固體電樞電磁軌道炮發(fā)射穩(wěn)定性與初始裝填過程影響規(guī)律的研究[D]. 張祎.南京理工大學 2012
碩士論文
[1]電磁軌道炮建模與性能分析[D]. 趙澤洋.國防科學技術大學 2013
[2]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 2007
本文編號：3366805
【文章來源】：燕山大學河北省
【文章頁數(shù)】：63 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
地基高能反衛(wèi)星武器示意圖
圖 1-2 全尺寸模型電磁軌道炮英國 BAE 公司和美國海軍在研究電磁炮項目上有廣泛的合作，BAE 公司是世界最大軍品公司之一。2006 年 7 月英國 BAE 和美國軍方簽訂了價值 1470 萬美元的軍事合同，用于研究艦載電磁炮，對于電磁炮的多種樣式進行初步設計。2007 年BAE 公司向美海軍提供了一門 32MJ 實驗性電磁炮，美海軍在 2012 年對電磁炮進行實地射擊測試，并利用 BAE 公司提供的這門 32MJ 試驗性電磁炮成功的將發(fā)射里程超過了 160km，這說明電磁炮應用到實戰(zhàn)已經(jīng)邁出了重要的一步[7]。2013 年 9 月美海軍授權與 BAE 公司簽訂了命名為“電磁軌道炮研制高速彈丸”的合同，該合同將分為三個階段執(zhí)行，目前美國電磁炮的研究已經(jīng)從實驗室試驗研究階段轉(zhuǎn)向人工測試階段[8]。日本在二戰(zhàn)前期軍事力量比較強，在電磁炮上也投入了大量的財政支出，在 20 世紀 80 年代后期日本對電磁跑的研究處于鼎盛時期，對等離子體電樞研究比較成熟，目前日本主要對小口徑電磁軌道炮進行研究。同時德國、法國、荷蘭及意大利等國家也對電磁軌道炮進行研究，只是對于美國來說稍微落后，目前正處
圖 1-3 美國試射電磁炮被擊穿的鋼板射技術除了在軍事上有廣闊的應用前景外，同時也可以在民交通運輸方面，中國制造了磁懸浮列車，如果將電磁發(fā)射原，除了在增加列車的速度之外，還大大節(jié)約了建造列車軌道用原來的鐵軌；電磁發(fā)射器無外形限制，可以將小質(zhì)量的物點可以用在研究核聚變的試驗中，為原子核碰撞提供原始動時期的軌道有了可操控性；在工業(yè)方面，油田的機械抽油機原理制造電磁抽油機可以提高抽油的效率，同時也提供了新力仍然應用在航母上，用于彈射飛機，但是提供蒸汽動力需于海上航行而言淡水是非常珍貴的，如果利用電磁彈射技術，提高了整個發(fā)射過程的安全可靠性[31]，此外還可以把電磁使用。研究的主要內(nèi)容
【參考文獻】：
期刊論文
[1]銅/金剛石復合材料電磁軌道燒蝕特性的實驗研究[J]. 曹海要,戰(zhàn)再吉. 高壓物理學報. 2016(04)
[2]電磁發(fā)射裝置電-磁-熱場分布的分析與仿真[J]. 楊玉東,薛文. 火力與指揮控制. 2015(06)
[3]電磁軌道炮刨削的形成機理及仿真分析[J]. 劉峰,趙麗曼,張暉輝,王振春,溫銀堂. 高壓物理學報. 2015(03)
[4]電磁軌道炮的電路仿真建模[J]. 潘娜,韓學軍. 艦船科學技術. 2013(10)
[5]方口徑電磁軌道發(fā)射裝置導軌及壁板的動力響應[J]. 何威,白象忠. 振動與沖擊. 2013(15)
[6]沖擊載荷下軌道炮刨削形成機理及仿真分析[J]. 金龍文,雷彬,張倩. 火炮發(fā)射與控制學報. 2012(02)
[7]電磁軌道發(fā)射過程中電樞與導軌的力學特性[J]. 田振國,楊陽,白象忠. 機械強度. 2012(02)
[8]電磁軌道炮軌道表面刨削產(chǎn)生分析[J]. 李鶴,雷彬,李治源,呂慶敖,張倩. 火炮發(fā)射與控制學報. 2012(01)
[9]電磁軌道發(fā)射器連續(xù)發(fā)射的滑動電接觸[J]. 徐偉東,袁偉群,陳允,戴藝波,周媛,楊丹,嚴萍,李軍. 強激光與粒子束. 2012(03)
[10]基于軌道振動的刨削動態(tài)模型與仿真[J]. 朱仁貴,雷彬,李治源,張倩. 價值工程. 2012(06)
博士論文
[1]電磁軌道炮仿真及性能優(yōu)化研究[D]. 胡玉偉.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]小口徑固體電樞電磁軌道炮發(fā)射穩(wěn)定性與初始裝填過程影響規(guī)律的研究[D]. 張祎.南京理工大學 2012
碩士論文
[1]電磁軌道炮建模與性能分析[D]. 趙澤洋.國防科學技術大學 2013
[2]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 2007
本文編號：3366805
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