電磁軌道發射中內彈道動力響應特性分析

摘要：將軌道簡化為移動載荷作用下固定在彈性支撐上的Bernoulli-Euler梁,通過靜態電磁-結構耦合有限元模型求得外圍封裝的等效剛度,計算得到發射器的臨界速度.另外,利用混合有限元/邊界元法建立電磁-結構-運動多物理場耦合的動力學模型,求得樞軌動態接觸壓力和軌道的應力應變分布特性.通過在軌道背面布置光纖光柵應變傳感器,利用測量數據驗證了動力響應特性,并分析了彈丸在內彈道的穩定性.針對典型30 mm×30 mm矩形口徑發射器,分析及試驗結果表明:C型電樞對軌道的電磁擠壓力在平頂沿起始時刻達到最大值,之后隨著時間推移逐漸減小;電樞通過引起的應力波在高速段容易與軌道中反射應力波發生共振,并且軌道在電樞運動的中間高速段區域受力最為集中,應力集中水平約是起始低速段區域的2.44倍;電樞運動高速段會出現晃動現象,進而引起上下軌道受力的不對稱性.分析及試驗結果對研究電磁軌道發射器內彈道動力響應特性和發射器結構設計具有重要指導意義.