方口径电磁轨道发射装置导轨及壁板的力学分析

发布时间：2022-08-23 19:26

　　关于电磁轨道炮的研究，可以分为电磁效应、力学效应及新型材料三个领域。在力学效应领域中，主要是针对电磁轨道炮的组件强度、刚度及动态响应进行分析。值得提出的是：目前发射装置的组成过重，体积过大。其原因之一是构件强度、刚度及动态响应计算方面研究的内容比较浅显，距离实际应用的要求相差很远，明显不利于发射组件的设计与制造。因此，该技术成为实际应用亟待解决的问题之一。针对目前的应用现状，本文着重对方口径电磁轨道发射装置的关键构件：发射导轨和壁板在发射状态下的强度、刚度及动态响应进行理论分析。为延长其使用寿命、提高发射精度，以及相关设计和制造提供计算方法和技术支持，从而推进电磁发射装置的实用化进程。 论文主要研究了以下三方面内容： 1.在静力学方面，首先建立了双层弹性基础梁的力学模型，并同时建立了导轨（上梁）和壁板（下梁）的挠曲线微分方程；其次通过构建了16个“泛Крылов函数”，并使用“单位初参数法”来分别确定“泛Крылов函数”，从而求解了导轨（上梁）与壁板（下梁）变形、弯矩及应力的解析解；最后通过算例分析了决定导轨及壁板的变形与应力状态的关键因素是上下梁的抗弯刚度及各层之间... 

【文章页数】：126 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 电磁轨道炮的产生背景及研究意义
        1.1.1 电磁轨道炮的产生背景
        1.1.2 电磁轨道炮的研究意义
    1.2 电磁轨道炮的研究历史及现状
        1.2.1 电磁轨道炮的发展历史
        1.2.2 电磁轨道炮的研究现状
    1.3 本课题的来源
    1.4 论文的研究内容
第2章 方口径电磁轨道发射装置导轨的载荷分析
    2.1 电磁力的计算
    2.2 作用在导轨上分布电磁力的计算
    2.3 电枢对导轨作用力的计算
    2.4 本章小结
第3章 弹性基础梁的基本理论
    3.1 弹性基础梁的概念
        3.1.1 单层弹性基础梁的挠曲线微分方程
        3.1.2 求解有限长单层弹性基础梁的初参数法
    3.2 双层弹性基础梁的力学模型的建立
    3.3 本章小结
第4章 电枢力和电磁力共同作用下导轨及壁板的受力分析
    4.1 集中载荷和均布载荷作用下双层梁挠曲线方程的建立
        4.1.1 双层梁系统微分方程式的建立
        4.1.2 双层梁挠曲线的函数表达式
        4.1.3 确定函数f1 ~f16的单位初参数法
        4.1.4 双层梁的应力计算表达式
    4.2 集中力 F 作用下的双层梁力学分析
        4.2.1 集中载荷作用下双层梁挠曲线方程的建立
        4.2.2 集中载荷作用下的双层梁系统算例分析
    4.3 均布载荷 q 作用下的双层梁力学分析
        4.3.1 均布载荷作用下双层梁挠曲线方程的建立
        4.3.2 均布载荷作用下的双层梁系统算例分析
    4.4 综合载荷 F+q 作用下的双层梁力学分析
        4.4.1 综合载荷作用下双层梁挠曲线方程的建立
        4.4.2 综合载荷作用下的双层梁系统算例分析
    4.5 载荷作用下计算结果分析
    4.6 模型参数的选取对双层梁系统受力的影响研究
        4.6.1 弹性模量对系统受力的影响
        4.6.2 几何尺寸对系统受力的影响
        4.6.3 基础的弹性常数对系统受力的影响
        4.6.4 计算结果分析
    4.7 本章小结
第5章 电枢力和电磁力共同作用下导轨及壁板的动力学分析
    5.1 双层梁动力学微分方程式的建立
    5.2 双层梁在无载荷条件下的自由振动
    5.3 双层梁主模态函数的正交性
    5.4 上下梁主振型的正则化
    5.5 受载条件下上梁的动态响应
    5.6 受载条件下下梁的动态响应
    5.7 受迫振动下载荷的定义
    5.8 集中载荷作用下双层梁的动态响应
        5.8.1 集中载荷作用下上梁动态挠曲线方程
        5.8.2 集中载荷作用下上梁弯矩应力的动态响应
        5.8.3 集中载荷作用下下梁动态挠曲线方程
        5.8.4 集中载荷作用下下梁弯矩应力的动态响应
        5.8.5 集中载荷作用下双层梁动态响应算例
    5.9 均布载荷作用下双层梁的动态响应
        5.9.1 均布载荷作用下上梁动态挠曲线方程
        5.9.2 均布载荷作用下上梁弯矩应力的动态响应
        5.9.3 均布载荷作用下下梁动态挠曲线方程
        5.9.4 均布载荷作用下下梁弯矩应力的动态响应
        5.9.5 均布载荷作用下双层梁动态响应算例
    5.10 综合载荷作用下双层梁的动态响应
        5.10.1 综合载荷作用下双层梁的挠曲线方程
        5.10.2 综合载荷作用下双层梁弯矩应力的动态响应
        5.10.3 综合载荷作用下双层梁动态响应算例
    5.11 模型参数的选取对双层梁系统动态响应的影响研究
        5.11.1 弹性模量对系统动态响应的影响
        5.11.2 几何尺寸对系统动态响应的影响
        5.11.3 基础的弹性常数对系统动态响应的影响
        5.11.4 材料密度对系统动态响应的影响
        5.11.5 电枢运动速度对系统动态响应的影响
        5.11.6 计算结果分析
    5.12 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
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本文编号：3678344