發(fā)布時(shí)間：2021-11-02 23:37

　　電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)是一種先進(jìn)的動(dòng)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(shí)間內(nèi)把物體推進(jìn)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(yùn)輸以及航空、航天等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文對(duì)考慮和不考慮趨膚效應(yīng)兩種情況下電樞所受電磁力進(jìn)行了研究。分析了主要參數(shù)對(duì)電樞所受電磁力的影響規(guī)律，給出了發(fā)射過(guò)程中不同階段電樞的運(yùn)動(dòng)方程。依據(jù)電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)的機(jī)電模型和電流變化的三個(gè)階段，推導(dǎo)了各階段能量的計(jì)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(duì)能量和效率的影響規(guī)律。結(jié)果表明：脈沖電流各階段時(shí)間取特定值時(shí)，能量轉(zhuǎn)換效率存在最大值。根據(jù)電流在導(dǎo)軌中不同的分布情況，研究了考慮和不考慮趨膚效應(yīng)時(shí)導(dǎo)軌所受的電磁載荷，分析了主要參數(shù)對(duì)導(dǎo)軌所受電磁力的影響規(guī)律。研究了電磁載荷作用下導(dǎo)軌的彎曲應(yīng)力，并對(duì)整個(gè)發(fā)射過(guò)程中導(dǎo)軌應(yīng)力的變化及其隨主要參數(shù)的變化規(guī)律進(jìn)行了深入研究。研究發(fā)現(xiàn)：考慮和不考慮趨膚效應(yīng)時(shí)導(dǎo)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(dòng)載荷作用下導(dǎo)軌的動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)彈性基礎(chǔ)上兩端自由、兩端簡(jiǎn)支和懸臂導(dǎo)軌的自由振動(dòng)進(jìn)行了求... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：213 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(shù)的發(fā)展歷史
        1.1.2 電磁發(fā)射技術(shù)的特點(diǎn)
        1.1.3 電磁發(fā)射技術(shù)的應(yīng)用
    1.2 主要結(jié)構(gòu)與類型
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)電樞受力及運(yùn)動(dòng)分析
    2.1 電樞受力分析
        2.1.1 不考慮趨膚效應(yīng)時(shí)電樞受力
        2.1.2 考慮趨膚效應(yīng)時(shí)電樞受力
    2.2 電樞運(yùn)動(dòng)方程及求解
        2.2.1 電樞運(yùn)動(dòng)方程
        2.2.2 運(yùn)動(dòng)方程求解
    2.3 結(jié)果分析
    2.4 本章小結(jié)
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(jī)電模型
    3.2 系統(tǒng)能量計(jì)算
    3.3 發(fā)射過(guò)程系統(tǒng)能量和效率分析
        3.3.1 發(fā)射過(guò)程中能量分析
        3.3.2 發(fā)射過(guò)程系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率
    3.4 結(jié)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(duì)能量及效率的影響
        3.4.3 脈沖電流各階段持續(xù)時(shí)間對(duì)效率的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)導(dǎo)軌受力分析
    4.1 導(dǎo)軌受力計(jì)算方法
    4.2 不考慮趨膚效應(yīng)時(shí)導(dǎo)軌受力分析
        4.2.1 導(dǎo)軌-導(dǎo)軌電磁力
        4.2.2 電樞-導(dǎo)軌電磁力
        4.2.3 導(dǎo)軌上受到的總電磁力
    4.3 考慮趨膚效應(yīng)時(shí)導(dǎo)軌受力分析
        4.3.1 導(dǎo)軌-導(dǎo)軌電磁力
        4.3.2 電樞-導(dǎo)軌電磁力
        4.3.3 導(dǎo)軌上受到的總電磁力
    4.4 導(dǎo)軌應(yīng)力分析
        4.4.1 彈性基礎(chǔ)上導(dǎo)軌彎曲平衡方程
        4.4.2 應(yīng)力分布
    4.5 結(jié)果分析
        4.5.1 不考慮趨膚效應(yīng)導(dǎo)軌受力分析
        4.5.2 考慮趨膚效應(yīng)導(dǎo)軌受力分析
        4.5.3 兩種計(jì)算結(jié)果比較
        4.5.4 導(dǎo)軌應(yīng)力分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)導(dǎo)軌動(dòng)力學(xué)分析
    5.1 動(dòng)力學(xué)方程
    5.2 自由振動(dòng)
        5.2.1 兩端自由
        5.2.2 兩端簡(jiǎn)支
        5.2.3 懸臂導(dǎo)軌
    5.3 勻速?gòu)?qiáng)迫振動(dòng)
        5.3.1 兩端自由
        5.3.2 兩端簡(jiǎn)支
        5.3.3 懸臂導(dǎo)軌
    5.4 加速?gòu)?qiáng)迫振動(dòng)
        5.4.1 兩端自由
        5.4.2 兩端簡(jiǎn)支
        5.4.3 懸臂導(dǎo)軌
    5.5 結(jié)果分析
        5.5.1 自由振動(dòng)
        5.5.2 無(wú)阻尼基礎(chǔ)勻速?gòu)?qiáng)迫振動(dòng)
        5.5.3 阻尼基礎(chǔ)勻速?gòu)?qiáng)迫振動(dòng)
        5.5.4 無(wú)阻尼基礎(chǔ)加速?gòu)?qiáng)迫振動(dòng)
        5.5.5 阻尼基礎(chǔ)加速?gòu)?qiáng)迫振動(dòng)
        5.5.6 導(dǎo)軌總體動(dòng)態(tài)響應(yīng)
    5.6 本章小結(jié)
第6章 電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)分析
    6.1 電磁力公式回歸
    6.2 靜態(tài)求解
    6.3 動(dòng)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(qiáng)迫振動(dòng)
    6.5 結(jié)果分析
        6.5.1 自由振動(dòng)
        6.5.2 強(qiáng)迫振動(dòng)
    6.6 本章小結(jié)
第7章 電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真
    7.1 導(dǎo)軌電磁力及動(dòng)力學(xué)有限元分析
        7.1.1 導(dǎo)軌電磁力模擬
        7.1.2 導(dǎo)軌動(dòng)力學(xué)分析
    7.2 電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)耦合場(chǎng)分析
        7.2.1 ANSYS 耦合場(chǎng)分析方法
        7.2.2 順序耦合分析類型及步驟
        7.2.3 機(jī)電耦合有限元仿真
    7.3 本章小結(jié)
結(jié)論
附錄
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(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
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碩士論文
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[3]三級(jí)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(xué) 2006



本文編號(hào)：3472601