电磁轨道炮轨道表面刨削产生分析

刨削是一种高速滑动过程中发生在接触界面的损伤现象.对电磁轨道炮超高速滑动电接触界面刨削形成的因素进行了探讨,对刨削产生的微观机械作用过程进行了详细的分析,得出刨削发生于一个高速高温高应变率的物理环境中;刨削过程的物理实质是电枢与轨道局部微凸体发生了绝热塑性剪切作用.最后归纳了目前抑制刨削的3种手段,为轨道炮系统结构的设计提供了参考.     

基于瞬态多物理场求解器的电磁轨道炮发射过程建模与仿真

为研究电磁轨道炮发射过程中瞬态多物理场的作用机制与内在规律,建立包含电路、电磁场、热场和结构场的数学模型。模型中计入材料非线性、结构变形、接触碰撞等实际因素。采用隐式有限元格式求解电磁场和热场以及显式有限元格式求解结构场,利用载荷传递和时间同步实现各物理场之间的耦合,发展出一种瞬态多物理场求解器。通过固体电枢型电磁轨道炮、同步感应式电磁线圈炮等算例,讨论了发射过程计算结果的合理性。结果表明,电磁炮的发射是多场耦合、多部件相互作用下的一个复杂动力学过程,存在电流和磁场扩散、温升、应力传播、接触碰撞等瞬态现象,发射性能与结构、材料和激励密切相关。该求解器可为电磁发射系统及其关键部件提供一种辅助设计手段。     

超大炮口动能电磁轨道炮设计与仿真

论证了1门200 mm口径超大炮口动能电磁轨道炮用以进行高超声速发射,目标是将20 kg弹丸的初速提高到2 500 m/s,其炮口动能将超过62 MJ.通过多个不同算例的计算,综合考虑电枢受力、电流密度与峰值电流、电感梯度和技术风险等因素,最终选择了一种简单轨道炮结构.基于200 MJ电容器组储能式脉冲电源系统,建立了轨道炮系统仿真模型并进行了分析,设计的发射器身管长为8 m,铜轨道电感梯度约为0.4 μH/m,峰值电流约为7 MA,有效电流不低于6 MA,弹丸炮口初速可达到2 540 m/s,炮口动能达到64 MJ,系统效率为31.8％.     

电磁轨道炮电磁力学分析

在矩形电枢与简单轨道的基础上建立了电磁轨道炮轨道和电枢上磁场扩散的二维有限元计算模型,模型没有考虑轨道与电枢的形变.分析了电枢运动引起的速度趋肤效应,随着轨道与电枢相对速率的增加,磁场、电流的趋肤效应越明显,当速度大于1 000 m·s-1时,磁场和电流集中分布在轨道内表面与电枢后表面附近很小的区域,继续增大相对速率不会使磁场分布发生明显变化.采用ANSYS软件计算了静态复杂电枢结构情形下轨道电枢上的磁场和电流分布,U形电枢结构对于抑制电枢与轨道交界处磁场、电流的过分集中有明显的改善作用.     

一种新型电磁轨道炮的设想

在考察国内外电磁轨道炮研究进展的基础上，分析了固体电枢的电热特性和固体电枢转捩为等离子体机理，结合现有国内研究情况，提出了一种能够利用固体电枢优势，而又能同时避免固体电枢烧蚀缺陷的多级电磁轨道炮的设计方案。     

电磁轨道炮轨道形状对电流分布的影响

电磁轨道炮作为一种新概念动能武器系统,与传统火炮相比具有发射动能高、攻击距离远等优点.电磁轨道炮利用脉冲电流产生的强磁场与电流产生的洛伦磁力来产生推动力,而轨道表面的电流分布会对电磁轨道炮的寿命、性能等产生重要的影响.通过二维边界元方法,采用自编程序对比模拟了几种不同形状轨道的表面线电流分布,计算结果表明:通过倒角、采用椭圆弧面以及几何参数的适当选取等方法可以抑制电流密度聚集效应,增大轨道内侧表面电流密度幅值,优化轨道表面线电流分布,为轨道炮的实验设计提供了合理的参考方案.     

美国电磁轨道炮技术探析

介绍了电磁轨道炮的作用原理,回顾并总结了美国电磁轨道炮技术的研究历程。在此基础上,从美国电磁轨道炮的发射器寿命、超高速射弹性能和制导能力等方面评估了美国电磁轨道炮的技术发展现状。分析了电磁轨道炮技术对反介入/区域拒止能力与核稳定状态的影响。     

一种电磁轨道炮系统的仿真模型

针对传统方法建模工作量大等问题,提出一种电磁轨道炮系统的模块化分解方法。对轨道炮系统的工作原理、结构特点和工作方式进行研究,将组成系统的物理部件划分为电源、轨道、电枢和弹丸4个主要的实体模块,通过替换系统模块或者改变模型内的参数,灵活方便地研究使用不同类型电源、电枢的电磁轨道炮,并建立了轨道炮系统比较实用的仿真模型。仿真结果表明:适当增大电源电压、合理设计轨道结构及使用轨道修复技术可以提高轨道炮的性能,为今后电磁轨道炮系统的建模与仿真研究提供了思路。     

不同结构形状电枢在电磁轨道发射状态下的应力分析

电磁轨道炮工作时,轨道通入电流,在轨道间形成磁场并在电枢上产生强大的推动力,使电枢沿轨道加速运动.通过应用电流元简化模型的方法,计算电枢上的磁场分布,进而计算电枢所受的电磁力.在此基础上利用数值分析方法分析了3种不同形状电枢的电磁轨道发射过程,研究了电枢的形状、结构尺寸对电枢的应力状态的影响,给出变化规律.研究结果可为电枢设计提供依据.     

电磁轨道炮热生成机理及温度场数值仿真

在电磁轨道炮的发射过程中将产生大量热量,这些热量引起的温度突变是导致材料失效的重要因素.为了获得U型电枢温度场的变化规律,基于轨道炮的工作原理分析了其热生成机理;并通过将理论计算和有限元仿真相结合的方法,研究了电枢的温度变化;最后根据发射后轨道表面的观测结果,对仿真进行了试验验证.结果表明:电枢的温升主要取决于电流的大小,而摩擦热对温升的影响较小;U型电枢中拐角部分的温升比较明显,而最高温度出现在电枢的两侧与轨道接触区域.该数值仿真为轨道炮的材料技术研究提供了参考和指导.     

旋锻机自动上下料装置的设计与实现

为减轻工人的劳动强度,提高生产效率和安全性,实现旋锻机工作的自动化,结合旋锻机上下料的生产过程,研制了一种旋锻机自动上下料装置.介绍了旋锻机上下料装置的机械结构和控制系统设计,给出设计思路和实现方法;对整机系统的可靠性和安全性作出分析,指出系统中的不可靠性和不安全性的原因,并给出解决的方法.经过样机的装配联调,该装置已交付用户使用.使用结果表明,该装置能够满足旋锻机上下料过程的自动化需求.     

增强型电磁轨道发射器电磁场和电感梯度仿真分析

为研究增强型电磁轨道发射器的电磁场和电感梯度特性,建立增强型电磁轨道发射器2 维仿真计算模型 进行仿真分析。采用有限元方法,在500 Hz、1 MA 正弦电流激励条件下,分析比较层叠增强型和平面增强型电磁 轨道发射器的电磁场和电感梯度。结果表明：与普通轨道发射器相比,增强型电磁轨道发射器电磁场和电感梯度有 较大提升;增强型电磁轨道发射器轨道高度越低,磁场强度和电感梯度越大;增加辅助轨道层数能够提高增强型电 磁轨道发射器的磁场强度和电感梯度。     

海水的电磁脉冲耦合传递特性计算分析

海水中复杂大系统所面临的电磁脉冲环境决定了该系统需如何开展抗电磁脉冲加固设计。研究海水的电磁脉冲耦合特性,基于平面电磁波理论,根据海水的复介电常数,计算分析电磁脉冲在海水中的传输函数,给出海水中复杂大系统的电磁脉冲环境计算公式,并针对不同深度下进行计算分析。     

弹体孔缝电磁脉冲耦合特性分析

为提高导弹抗强电磁脉冲打击能力,采用有限积分法对弹翼孔缝电磁脉冲耦合特性进行了仿真研究。对比分析了入射波极化、入射方向、孔缝尺寸和弹翼对耦合系数的影响。结果表明:弹体孔缝电磁脉冲耦合具有明显的极化特性,圆极化波更易耦合进入腔体内部;孔缝长度影响共振频率,而孔缝宽度仅对耦合系数的大小有影响;弹翼的反射和边缘绕射能够增强孔缝的耦合效应。     

弹体内线缆电磁脉冲耦合特性分析

针对导弹内部线缆的电磁脉冲耦合问题,应用广义网络法和Agrawal传输线方程建立了弹体内线缆的仿真模型。选取弹体内部双绞线为研究对象,分析了不同入射角度、不同极化方向、不同线缆长度和弹翼对耦合系数的影响。结果表明:弹体内线缆的电磁脉冲耦合特性受孔缝和线缆参数的双重影响,只有当入射波极化与孔缝、线缆极化均相匹配时,耦合系数最大;线缆长度与耦合谐振频率密切相关;与孔缝耦合不同,弹翼对耦合系数影响较小。     

履带车辆电磁悬挂系统研究

介绍了国外电磁悬挂系统和电子控制的电磁悬挂系统的研发现状和趋势,对我国履带车辆的悬挂系统在这方面所作的研究进行了论述,提出了履带车辆电磁悬挂系统方案并进行了分析.     

Calculation and Analysis for Temperature Field of Tank Track and Wheels

To know the temperature status of track and wheels on tank,the finite element calculation of temperature field was implemented with ANSYS software.The detailed temperature distributions for road wheel,drive wheel,idle wheel and track loop were obtained.The effect of factors,such as tank speed,environment temperature,sun radiant energy,ground deformation resistant and tank load,on the temperature of road wheel was studied.The sensitivity analysis shows that the effect of tank load on the temperature is the m...     

线圈型电磁发射器磁场构型的设计与分析

在线圈型电磁发射器的设计中,驱动线圈磁场构型的设计是基础和关键问题.提出磁场构型的概念和设计准则,推导出线圈型电磁发射模型的加速力表达式,通过有限元方法仿真分析了不同厚长比矩形截面螺线管线圈的磁场形态,考虑驱动线圈与抛体之间的互感及作用力随位置变化的趋势,比较不同截面形状螺线管线圈的磁场构型,同时计算截面形状对作用力的...     

坦克履带行驶装置温度场数值计算分析

为掌握坦克履带行驶装置的温度状况,建立了三维温度场数学模型,应用ANSYS软件进行了有限元数值计算,得到了负重轮、主动轮、诱导轮和履带环的详细温度分布。研究了坦克行驶速度、外界环境温度、太阳辐射能量、地面状况和坦克载荷等因素对负重轮温度的影响,敏感性分析显示坦克载荷的影响最大,地面状况的影响最小。研制了负重轮温度实车测试系统并进行了试验,有限元计算结果与试验值符合较好。     

引信感应耦合结构的电磁场有限元分析

利用ANSYS有限元软件的电磁场模块对引信感应装定耦合回路的磁场进行了分析,得出了电源频率、线圈匝数及铁芯的尺寸大小位置等对耦合回路磁场分布的影响。在保证满足引信体积大小的前提下,对耦合结构的磁场分布、磁感应强度、节点电流等进行了研究,为感应装定系统耦合结构的设计提供了理论依据。