导轨式电磁发射装置电枢熔化波有限元计算

针对单元烧蚀算法精度较低的问题,基于导轨式电磁发射装置的二维控制方程,推导出采用求解量移动法处理运动问题的伽辽金有限元离散方程,建立了电磁-温度-运动耦合场有限元计算模型。以单元节点为烧蚀判断对象,采用节点烧蚀算法处理电枢材料烧蚀问题,建立了电枢熔化波模型,对运动电枢的烧蚀速度进行了数值计算。模型的计算结果表明:在激励电磁感应强度为40T、电枢运动速度为150m/s的情况下,采用节点烧蚀法得到的熔化波烧蚀速度为Barber理论模型计算值的94%,而相关文献采用单元烧蚀法的计算值为Barber理论模型计算值的73%。因此,与采用单元烧蚀法相比,采用节点烧蚀法的计算值与Parks和Barber两个经典理论模型的计算值更加相近,验证了该方法的正确性。     

固体电枢溶化波烧蚀的一维数值模拟

建立了一维固体电枢溶化波烧蚀计算模型,采用有限差分法计算电磁场的扩散,得到了溶化波烧蚀速度和烧蚀深度的变化特性。数值计算结果表明,暴露于强磁场环境下的烧蚀表面产生较高的磁场梯度,电流密度集中在烧蚀表面,焦耳热的剧增导致电枢发生烧蚀。将伪烧蚀算法应用于有限差分的计算,证实其不相容。计算结果对溶化波烧蚀问题的理论及试验研究有重要的指导作用。     

固体电枢电磁导轨炮非稳态电磁效应

根据麦克斯韦方程和热传导方程,建立了电磁导轨炮导轨、电枢二维非稳态电磁场和温度场的计算模型,运用有限差分P-R算法进行了耦合计算.数值结果显示了导轨及固体电枢内部磁感强度、电流密度和温度分布;同时由于电枢运动,电流趋向导体表面流动并在电枢尾部与轨道接触面上趋于集中,使电枢尾部焦耳热剧增导致出现高温烧蚀.研究工作为改进电枢设计,避免电枢在快速滑动中发生转捩并抑制烧蚀提供了理论依据.     

Posenbroke方法对电磁轨道炮的优化计算

为了研究弹丸的发射速度,选择等离子体电枢作为研究对象,建立了包括粘滞、烧蚀、空气和摩擦阻力在内的电枢运动的数学模型,并用Posenbroke方法进行优化计算,以上四种阻力对电枢速度的影响是非常大的,并且任何电磁轨道炮模型中空气阻力和摩擦阻力是不可忽略的.文中通过调整发射轨道的高度、两轨间距以及电枢运动的时间来达到调整弹丸的发射速度的目的.     

长持续时间雷电流分量作用下电极形状对金属烧蚀特性的影响

采用试验与数值仿真相结合的方法分析了长持续时间的雷电流分量作用下电极形状对金属烧蚀特性的影响,对比了采用3种形状且不同头部曲率的电极时Al3003金属板的烧蚀面积和烧蚀深度,并结合有限元电场仿真和二维流注发展模型分析了电极影响金属烧蚀特性的原因.结果表明,电极对雷电流金属烧蚀特性的影响很大.在末次回击后长持续时间雷电流分量的作用下,使用尖电极造成的金属烧蚀面积和烧蚀深度最大,半椭球形电极和半球形电极造成的金属烧蚀面积和烧蚀深度次之,这是由于电极形状影响了间隙的初始电离能力以及流注发展过程中的电子密度分布和电子能量密度分布的缘故.     

减少轨道炮电极烧蚀的探讨

提出了外加控制磁场减少轨道电极烧蚀的方法,计算了试验条件下外加控制磁场的大小和空间分布,外加磁场线圈放在等离子体电枢电弧运动加速的起始段,控制磁场增加了电磁推力,加速了电弧斑点的运动,从而达到减轻烧蚀的目的．     

氧化铝纤维增强铝硅基复合材料活塞烧蚀性能

为了研究氧化铝纤维增强铝硅基复合材料活塞的烧蚀性能,对氧化铝纤维及复合材料进行了性能测试及分析.利用所建的烧蚀试验装置测试了复合材料试件的烧蚀性能,并对复合材料的烧蚀机理及烧蚀模型进行了探讨.最后通过建立活塞的有限元模型,分别对铝硅合金活塞和复合材料活塞进行了烧蚀预测计算和对比研究.结果表明:氧化铝纤维增强铝硅基复合材料具有致密的网络结构和较大的高温强度,在高温高速气流的冲击下,仍能使材料整体保持很好的结构,材料的线烧蚀量和质量烧蚀量较小;复合材料的烧蚀机制是熔化烧蚀和气流剥蚀的共同作用;所建烧蚀模型及有限元计算方法可以很好地对活塞的烧蚀进行预测,在相同工况下,氧化铝纤维增强铝硅基复合材料活塞的烧蚀量与铝硅合金材料相比非常小,是活塞理想的材料.     

减少轨道炮电极烧蚀的探讨

提出了外加控制磁场减少轨道电极烧蚀的方法，计算了试验条件下外加控制磁场的大小和空间分布，外加磁场线放在等离子体电枢电弧运动加速的起始段，控制磁场增加了电磁推力，加速了电弧斑点和运动，从而达到减轻烧蚀的目的。     

攷虑电枢反应时,发电机—电动机系统内电动机机械特性曲线的作图法

如所周知在系统内计算和图解电动机的机械特性时多半是略去电动机有效磁通的改变,亦即不考虑不同电流下的电枢反应.本文阐明了一个既考虑到电枢反应又考虑到电枢电流引起的电压变化时的作图法.在图解的过程中引用了几何乘法及几何除法.利用此法还能解决更复杂的问题,例如作考虑到发电机和电动机的磁通改变时多电枢推进电力装置的等值特性曲线.     

带式输送机制动阶段的动态特性

带式输送机随着输送长度和运行带速的增加,输送机的动态特性对输送机的安全运行影响变大,特别是启制动工况.基于ADAMS的带式输送机的动态模型,应用ADAMS软件对带式输送机制动阶段的动态特性进行分析,给出了不同停车时间的输送带加速度和动张力的变化曲线.分析表明:无论头部还是尾部,停车时间越短,动张力变化及动张力波动幅度越大,且最大张力和最大加速度不是发生在速度变化的拐点处,而有一个滞后时间.输送带弹性造成应力波传播的速度滞后.