在電磁軌道炮發(fā)射過程中,樞軌相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦磨損會引起接觸表面材料的缺失,造成樞軌間的接觸壓力不足,從而導(dǎo)致接觸表面起弧現(xiàn)象甚至發(fā)生轉(zhuǎn)捩。并且,隨著電磁軌道炮技術(shù)的發(fā)展,大口徑發(fā)射裝置的研究逐漸受到關(guān)注。因此,通過對樞軌接觸狀態(tài)、磨損特性以及不同口徑軌道炮摩擦磨損的仿真分析,探究樞軌磨損機(jī)理,降低接觸面磨損程度,對提高裝置發(fā)射效率、延長其使用壽命以及口徑設(shè)計(jì)具有現(xiàn)實(shí)意義。本文的主要工作如下:應(yīng)用有限元軟件進(jìn)行了應(yīng)力和電磁場耦合計(jì)算,得到電樞所受的預(yù)緊力以及洛倫茲力;對加載洛倫茲力前后的樞軌接觸狀態(tài)進(jìn)行對比,分析過盈量和洛倫茲力對樞軌接觸狀態(tài)的影響,發(fā)現(xiàn)預(yù)緊力主要提供初始接觸,洛倫茲力在接觸力提供中起主導(dǎo)作用;接觸壓力最大值分布在電樞兩側(cè),隨著時(shí)間推移,其位置在頭尾方向移動(dòng)�；贏rchard磨損模型對樞軌接觸狀態(tài)、磨損體積以及磨損深度進(jìn)行仿真,并分析了過盈量、加速度和磨損系數(shù)對磨損特性的影響規(guī)律,得出接觸壓力和接觸面積與洛倫茲力呈正相關(guān)的結(jié)論;且過盈量對接觸狀態(tài)的影響比較明顯,最優(yōu)過盈量應(yīng)在0.2-0.25 mm;應(yīng)提高樞軌潤滑條件以降低磨損程度。基于Marshall法則設(shè)計(jì)了三種口... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１樞軌模＿尺寸圖??相對于Ｈ型等其它形狀的電樞，Ｃ型固體電樞具有易加工，更好的電接觸等優(yōu)??點(diǎn)，因此本文采用Ｃ型固體電樞進(jìn)行分析

?第２章過盈和洛倫茲力作用下的樞軌接觸特性分析???而其它尺寸不需改變，這樣對于后期對比也比較方便宣觀。Ｃ型固體電樞尺寸參數(shù)??如圖２－１所示，圖中模型過盈量為０．５?ｍｍ，而導(dǎo)軌并未完全氏入，而是預(yù)留了?０．２５??ｍｍ的間隙。??Ｉ??０．０１０??圖２－２樞軌三雒模型??由圖２－１可知電樞和軌道的基本尺寸，由于此部分在應(yīng)力場分析，因此導(dǎo)軌只截??取一部分。利用有限元軟件Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ建立樞軌三維模＿，如圖２－２所示，其拉伸寬??度為２０?ｍｍ。樞軌模型為對稱結(jié)構(gòu)，其邊界條件以及載荷同樣對稱，因此在應(yīng)力場??分析中采用該模型的二分之一，即減少了Ｉ作量和計(jì)算量，也可獲得精確的計(jì)算結(jié)??果！??采用２．１節(jié)所提的等效原理來實(shí)現(xiàn)應(yīng)力場和電磁場的耦合，在應(yīng)力場計(jì)算之前需??要在樞軌側(cè)面設(shè)置路徑。為了方便設(shè)置路徑以及節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)導(dǎo)出，同時(shí)使得模型繪制??和導(dǎo)入更加精確，將電樞手動(dòng)劃分為三個(gè)部分。其劃分?jǐn)?shù)量是通過多次嘗試所得出??比較合理的分割數(shù)纖＊既能保證計(jì)算的精確度又能減少劃分?jǐn)?shù)量。電樞和軌道的材??料分別設(shè)置為鋁合金和銅合金，材料參數(shù)如表２－１所示??表２－１樞軌材料參數(shù)??材料密度（ｋｇ／ｍ３）彈性模量：【ＧＰａ）泊松比切線模量（ＧＰａ）屈服強(qiáng)度（ＭＰａ）??裙合金?２７７０?７１?０．３３?０．５?２８０??锏合金?８３００?１１０?０．３４?１．１５?２８０??２．２．２樞軌接觸類型及邊界條件??利用等效原理的方法進(jìn)行雙場耦合時(shí)，首先需要將變形后的樞軌模型節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)??導(dǎo)出，才能夠根據(jù)坐標(biāo)數(shù)據(jù)繪制模型。在僅考慮過盈量的前提下，樞軌在寬度方向??－７－??

?燕山太學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文???的變形是＾致的，因此僅需導(dǎo)出樞軌模型側(cè)面輪廓的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，即可完成變形模型??的繪制。將圖２－２中的對稱模型側(cè)面進(jìn)行路徑設(shè)置，如圖２－３所示。圖２－３中顯示設(shè)置??了九條路徑，其分布于電樞側(cè)面外輪廓以及導(dǎo)軌和電樞接觸側(cè)面的棱角處。??網(wǎng)?Ｐａｔｈ??Ｐ］?Ｐａｔｈ?２??［Ｃ］?Ｐａｔｈ?３??園?Ｐａｔｈ?４??［￥］?Ｐａｔｈ?５??ＢＰａｔｈ?６?「Ｔ）??［ｇｐａｔｈ?８〇±￡＿／??□?Ｐ＾ｔｈＳ＿、?［ｆＴ＞??＾?［ｂ＾Ｄ??Ｕ－ｉ?）?｜ａ－２?｜ｂ－２?）ｎｐ＞ｐ?［Ｔｉ￣）??｜ｇ－２〉?．?Ｖ??１＾７?⑥??ＥＤ??Ｙ??０．０００?０．０２０?（ｍ）?——＃??＾—?Ｉ??０．０１０??圖２－３路徑設(shè)置??為了防止電樞在推入導(dǎo)軌時(shí)不發(fā)生單元滲透，需要在電樞和導(dǎo)軌接觸面處設(shè)置接??觸對，根據(jù)目標(biāo)面和接觸面的選擇原則，將電樞尾翼表面設(shè)置為接觸面，而導(dǎo)軌表面設(shè)??置為目標(biāo)面，接觸類型為摩擦接觸。由于銅合金和銀合金之間的摩擦系數(shù)隨著環(huán)境和??潤滑條件的不同會發(fā)生變改變，依據(jù)相關(guān)問題的經(jīng)驗(yàn)取值，本文的摩擦系數(shù)設(shè)置為??０．２。仿真模擬樞軌過盈配合的主要目的是提取樞軌變形后側(cè)面路徑的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)５?＿??此在設(shè)置邊界條件時(shí)需要保證樞軌變形后側(cè)面依然保持在苘＾平面內(nèi)。如果只分析??樞軌接觸狀態(tài)而不提取節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，在導(dǎo)軌外表面施加固定約束即可，而不用考慮側(cè)??面的邊界條件＾??但為了保證上述前提，首先控制導(dǎo)軌的橫向變形，使路徑上提取節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)不會??產(chǎn)生誤差，在導(dǎo)軌除了與電樞的接觸面外的所有外表面施加法向約束，例如：垂直??于Ｘ方向的

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本文編號：3458843