電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)是一種先進的動能發(fā)射裝置。與傳統(tǒng)的火炮不同，電磁軌道發(fā)射是利用電磁系統(tǒng)中電磁力，它能在短時間內(nèi)把物體推進到更高的速度，可大大提高發(fā)射體的速度和射程，在武器裝備、交通運輸以及航空、航天等領域具有廣闊的應用前景。本文對考慮和不考慮趨膚效應兩種情況下電樞所受電磁力進行了研究。分析了主要參數(shù)對電樞所受電磁力的影響規(guī)律，給出了發(fā)射過程中不同階段電樞的運動方程。依據(jù)電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)的機電模型和電流變化的三個階段，推導了各階段能量的計算公式，得出總能量和能量轉(zhuǎn)換效率解析式，分析了系統(tǒng)主要參數(shù)對能量和效率的影響規(guī)律。結果表明：脈沖電流各階段時間取特定值時，能量轉(zhuǎn)換效率存在最大值。根據(jù)電流在導軌中不同的分布情況，研究了考慮和不考慮趨膚效應時導軌所受的電磁載荷，分析了主要參數(shù)對導軌所受電磁力的影響規(guī)律。研究了電磁載荷作用下導軌的彎曲應力，并對整個發(fā)射過程中導軌應力的變化及其隨主要參數(shù)的變化規(guī)律進行了深入研究。研究發(fā)現(xiàn)：考慮和不考慮趨膚效應時導軌所受電磁載荷的差別主要在電樞附近，其它位置差別很小。建立了移動載荷作用下導軌的動力學模型，對彈性基礎上兩端自由、兩端簡支和懸臂導軌的自由振動進行了求... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：213 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 電磁發(fā)射技術的發(fā)展歷史
        1.1.2 電磁發(fā)射技術的特點
        1.1.3 電磁發(fā)射技術的應用
    1.2 主要結構與類型
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內(nèi)容
第2章 電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)電樞受力及運動分析
    2.1 電樞受力分析
        2.1.1 不考慮趨膚效應時電樞受力
        2.1.2 考慮趨膚效應時電樞受力
    2.2 電樞運動方程及求解
        2.2.1 電樞運動方程
        2.2.2 運動方程求解
    2.3 結果分析
    2.4 本章小結
第3章 電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化及效率分析
    3.1 機電模型
    3.2 系統(tǒng)能量計算
    3.3 發(fā)射過程系統(tǒng)能量和效率分析
        3.3.1 發(fā)射過程中能量分析
        3.3.2 發(fā)射過程系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率
    3.4 結果分析
        3.4.1 第三階段能量及效率分析
        3.4.2 系統(tǒng)主要參數(shù)對能量及效率的影響
        3.4.3 脈沖電流各階段持續(xù)時間對效率的影響
    3.5 本章小結
第4章 電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)導軌受力分析
    4.1 導軌受力計算方法
    4.2 不考慮趨膚效應時導軌受力分析
        4.2.1 導軌-導軌電磁力
        4.2.2 電樞-導軌電磁力
        4.2.3 導軌上受到的總電磁力
    4.3 考慮趨膚效應時導軌受力分析
        4.3.1 導軌-導軌電磁力
        4.3.2 電樞-導軌電磁力
        4.3.3 導軌上受到的總電磁力
    4.4 導軌應力分析
        4.4.1 彈性基礎上導軌彎曲平衡方程
        4.4.2 應力分布
    4.5 結果分析
        4.5.1 不考慮趨膚效應導軌受力分析
        4.5.2 考慮趨膚效應導軌受力分析
        4.5.3 兩種計算結果比較
        4.5.4 導軌應力分析
    4.6 本章小結
第5章 電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)導軌動力學分析
    5.1 動力學方程
    5.2 自由振動
        5.2.1 兩端自由
        5.2.2 兩端簡支
        5.2.3 懸臂導軌
    5.3 勻速強迫振動
        5.3.1 兩端自由
        5.3.2 兩端簡支
        5.3.3 懸臂導軌
    5.4 加速強迫振動
        5.4.1 兩端自由
        5.4.2 兩端簡支
        5.4.3 懸臂導軌
    5.5 結果分析
        5.5.1 自由振動
        5.5.2 無阻尼基礎勻速強迫振動
        5.5.3 阻尼基礎勻速強迫振動
        5.5.4 無阻尼基礎加速強迫振動
        5.5.5 阻尼基礎加速強迫振動
        5.5.6 導軌總體動態(tài)響應
    5.6 本章小結
第6章 電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)機電耦合動力學分析
    6.1 電磁力公式回歸
    6.2 靜態(tài)求解
    6.3 動態(tài)求解
        6.3.1 模態(tài)函數(shù)求解
        6.3.2 固有頻率求解
    6.4 強迫振動
    6.5 結果分析
        6.5.1 自由振動
        6.5.2 強迫振動
    6.6 本章小結
第7章 電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)動力學仿真
    7.1 導軌電磁力及動力學有限元分析
        7.1.1 導軌電磁力模擬
        7.1.2 導軌動力學分析
    7.2 電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)耦合場分析
        7.2.1 ANSYS 耦合場分析方法
        7.2.2 順序耦合分析類型及步驟
        7.2.3 機電耦合有限元仿真
    7.3 本章小結
結論
附錄
參考文獻
攻讀博士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
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[9]電磁軌道炮及其關鍵技術的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 王德,蘇鑫鑫.  飛航導彈. 2010(07)
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碩士論文
[1]電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)動態(tài)性能研究[D]. 諶建民.西南交通大學 2010
[2]感應型發(fā)射器系統(tǒng)仿真及實驗研究[D]. 劉芳敏.哈爾濱理工大學 2008
[3]三級電磁發(fā)射器的建模及仿真優(yōu)化[D]. 孫百瑜.哈爾濱理工大學 2006



本文編號：3472601