电磁轨道炮的电气参数特性研究及优化设计

分析了电磁轨道炮的工作原理和等效电路,对其进行了建模仿真。研究了电磁轨道炮各主要电气参数、电源模块放电时序对电枢速度的影响。提出了电磁轨道炮优化设计的原则,如合理设计轨道形状,选取适当的材料,以提高电感梯度、降低电阻梯度;合理调节调波电感、储能电容器等参数以减小脉冲电流峰值时间、提高电流峰值大小;电容储能式电源采用模块化设计,并采用时序控制触发放电模式,形成合成幅值较大,持续时间较长的平顶波电流,提高弹丸的出膛速度,减少对轨道的冲击,延长轨道的寿命。     

多重连续脉冲磁行波电磁发射与多级重接炮研究

重接炮综合了线圈炮和轨道炮的优点,既可以发射大质量的弹丸又可达到超高速,是目前电磁炮中最具潜力的一种.连续脉冲磁性波电磁发射是一种基于交错式驱动线圈布局的新型发射方式,利用在时间和空间上连续的脉冲磁行波,使发射体一直跟随磁场行波的运动,快速将发射体加速到高速.本文在前期研究的基础上,从激励时刻、磁场形态上分析了多重连续脉冲磁性波电磁发射与多级重接炮的区别,并通过仿真计算的方式,比较了两者的发射效果,验证了多重连续脉冲磁性波电磁发射在缩短发射轨道长度、提高发射加速度和发射效率等方面的显著优势.     

轨道炮动力学特性仿真分析

基于电磁轨道炮通用动力学模型,围绕轨道动态响应表达式,对临界速度影响因素进行敏感度分析,寻求轨道炮的临界速度最大影响因子,为轨道炮的结构设计提供支撑.针对某轨道炮发射装置,利用有限元软件Ansys进行动力学仿真计算,并对仿真分析与理论计算结果进行对比,为进一步研究轨道炮特性及身管优化设计提供参考依据.     

轨道炮动力学特性仿真分析

基于电磁轨道炮通用动力学模型,围绕轨道动态响应表达式,对临界速度影响因素进行敏感度分析,寻求轨道炮的临界速度最大影响因子,为轨道炮的结构设计提供支撑。针对某轨道炮发射装置,利用有限元软件Ansys进行动力学仿真计算,并对仿真分析与理论计算结果进行对比,为进一步研究轨道炮特性及身管优化设计提供参考依据。     

电磁轨道炮馈电方式分析及耦合仿真研究

炮尾馈电装置是电磁轨道炮的关键部件之一,其馈电方式的选择对电磁轨道炮的电流汇流和总体布局起着至关重要的作用.本文讨论了方型、T型、环型馈电方式,重点基于T型馈电方式建立了简易的三维模型,描述了电磁场-应力场耦合计算理论,并利用Ansys仿真软件对母线铜板和同轴电缆进行了电流分布规律及电磁-应力场耦合仿真,仿真结果与理论分析相符合.本文的研究成果对于炮尾馈电装置更深层次的设计具有参考意义.     

电磁轨道炮反后坐装置研究

随着电磁轨道炮发射能级越来越大,发射装置后坐力也越来越大,为改善炮架受力,使用反后坐装置成为必要。本文以某电磁轨道炮为研究对象,建立了发射系统简化实体模型和动力学模型,在相同发射工况下,分别对采用3种不同类型反后坐装置的发射系统在0°和45°射角状态下的后坐复进运动规律进行仿真计算,得出在宽射角范围条件下,采用两复进机和两驻退机均匀对称布置方式的反后坐装置,反后坐综合效能更优的结论。本研究对大能量、宽射角电磁轨道炮的发射系统总体设计具有一定的参考价值。     

电磁轨道炮的电路仿真建模

电磁轨道炮的机械、电磁、热等物理过程非常复杂,并且这些过程相互耦合,导致电磁轨道炮的仿真建模非常困难。基于电磁轨道炮的工作原理,采用差分法,将电流、速度及位移考虑在内,并对其进行迭代求解模型参数,建立电磁轨道炮在电路层次上的电源系统以及轨道电枢在内的整个系统模型。利用Matlab进行仿真,通过与其他文献及实验数据对比,证明该方法的正确性和有效性。     

电磁轨道炮后坐诸元与反后坐装置设计

电磁轨道炮发射电磁炮弹时会对后坐部分产生电磁反作用力。电磁反作用力的存在会使后坐部分后坐。电磁轨道炮的后坐过程可分为2个运动时期。自由后坐运动时期可得出后坐部分的最大后坐速度和初始后坐行程。惯性运动时期得到的最大后坐运动行程是合理设计反后坐装置的直接依据。依据后坐微分方程对反后坐装置进行了设计研究,给出了0°和60°射角时反后坐装置的设计结果。对电磁轨道炮反后坐装置研究具有一定的参考价值。     

美国海军电磁轨道炮的发展

据英国《简氏防务周刊》报道,在2013年美国陆军协会年会上,通用原子公司（GA）展示了“闪电”（B1itzer）电磁轨道炮的陆基型号。该公司称,电磁轨道炮研制已经取得了重大突破,电容器尺寸缩小为原来的1／4,陆基型“闪电”电磁轨道炮整套系统只需要3辆卡车装载,射程可达80千米,既可用于反炮兵作战,又可执行防空任务,并具有一定的反导能力。通用原子公司表示只要投入足够的资金,“闪电”电磁轨道炮就可以在未来2至3年内定型生产。这样的宣传,再次将人们的目光引向电磁轨道炮。     

美国海军电磁导轨炮发展综述

与传统火炮相比,电磁导轨炮发射速度更高,可使用军舰燃料做为发射能源,不再需要发射药,因而导轨炮应用于舰载平台具有明显的优势。本文介绍了美国海军电磁导轨炮项目的研究现状,并对舰载电磁导轨炮发展中的脉冲电源、基础研究及材料技术、热量管理、弹丸设计及舰船集成等关键技术进行了详细分析。美国海军在舰载电磁导轨炮项目的研究中所采用的研究方法及取得的成果,值得学习和借鉴。     

加强灌注桩结构水平承载力方法探讨

针对港口工程中现场灌注桩承台结构的水平向结构分析和设计问题，结合港口工程的特点讨论了几种加强结构水平承载力的方法。     

FPSO模块支墩结构形式与设计原则

依据不同的功能要求,浮式生产卸货装置(FPSO)的主甲板上设置多个工艺模块平台,每一个模块架构平台与FPSO主船体的连接结构——模块支墩,是FPSO结构设计的关键技术,其可靠性和实用性将直接影响FPSO生产流程的正常运转。结合近20多年来对FPSO的设计经验,提出了模块支墩设计的不同理念及结构设计特点,并对多型FPSO的模块支墩分析对比其形式特点、适用性及优缺点,同时从工程设计经验角度,阐述了模块支墩的结构设计原则和结构强度的分析计算及算例。所提供的设计原则及相应的经验可供相关设计人员借鉴。     

基于有限元的叠层母排优化设计方法

随着开关器件的开关速度逐渐加快,具有低杂散电感特性的叠层母排广泛成为变换器母线与开关器件之间的连接部件。本文以有限元为分析工具,探索叠层母排杂散电感与叠层母排各结构参数之间的规律,凝练出叠层母排的设计规则,并以三电平逆变电源为典型实例进行对比仿真分析,验证了叠层母排杂散参数规律的准确性以及叠层设计规则的有效性。     

内置式永磁同步电机电磁性能及电感仿真分析

针对某内置式180 kW永磁同步电机,运用Ansys Maxwell仿真软件,建立了电机的二维有限元仿真模型。在空载、额定负载、弱磁三种工况下分别进行了仿真分析,得到了各工况下电机的电磁性能数据,验证了永磁电机电磁设计的合理性。针对交直轴电感参数的计算,在瞬态场中采用增量法,计算得到了电机各相电感随电角度变化的曲线,然后再通过坐标变换得到电机的交直轴电感随电角度的变化曲线,并对各工况下的电感曲线进行了对比分析。     

尾轴架结构设计

尾轴架设计的好坏直接影响整个船体尾部工作状态及推进效率,而制约尾轴架设计的客观因素有很多。以某工作船为研究对象,详细介绍了尾轴架结构设计特点及其外载荷的计算方法。通过有限元模拟,分别考察和探讨了支臂的数量、支臂间夹角及支臂的剖面形状等几个方面对尾轴架强度和刚度的影响,并得出了一些结论及建议。     

金属转轴无线感应供电系统传输功率分析与结构优化

金属转轴扭矩、功率和形变等参数的在线检测在船舶等领域具有广泛的工程应用背景,对旋转机构的供电问题是影响检测可靠性和实用性的关键。传统的滑环和电池供电方式存在可靠性和寿命上的局限性。本文设计了一种用于金属转轴的侧置式感应供电系统,建立了磁场耦合单元的有限元分析模型,分析了互感耦合参数对系统传输功率和效率的影响,得出了在不同谐振拓扑结构下以最大传输功率为目标的最佳互感耦合参数,包括最佳的原副边线圈电感值及其比例等等关系,以及金属转轴与磁芯间距离。进一步分析了通过磁屏蔽技术和改进原边线圈绕制方式来提高金属转轴感应供电系统能量传输效率的可行性。最后通过实验验证了本文设计和分析方法的准确性和有效性。     

600t起重船结构强度有限元分析

本文建立了某起重船起重结构的有限元模型。通过有限元计算,在其建造和结构强度测试之前,初步核算其结构的强度能否满足作业的要求,为结构设计提供参考。本文介绍的计算,可供起重船设计人员在设计起重船结构时参考使用。     

Characteristics of gas explosion loads and structural responses of blast wall on FPSO

Gas explosions generally cause catastrophic damage to surrounding structures and humans. The application of blast wall can effectively prevent the damage. The uniform explosion load is widely used in assessing structural response, but it cannot represent the non-uniform characteristic of actual explosion pressures. The main contents of this paper are to study the effect of gas cloud characteristics on explosion pressure distribution, and analyze the effect of non-uniform loads on structural responses. The results reveal that the explosion loads have strongly spatial inhomogeneous when explosion scenarios have large sized cloud or long combustion distance. By establishing the overpressure-probability exceedance curves for uniform loading method and distributed loading method, based on the given accident frequency several design loads are determined. The structural responses of blast wall under design loads are assessed based on explosion evaluation acceptance criteria. It can be seen that the use of uniform loading method underestimates the structural response and misjudges the deformation pattern compared to actual explosion loads. Global and local explosion pressures should be considered simultaneously in the design specification. The overpressure-probability exceedance curves for non-uniform explosion pressures are recommended to establish the design load for blast wall.     

承受静水外压作用的圆柱形壳体结构优化设计

加强圆柱壳是最重要的深海耐压结构形式之一,是深海装备和人员安全的基础保障以及设备发挥正常功效的载体.水下的工作深度越深,耐压结构承受的海水外压力越大,对耐压结构的强度与稳定性的要求就越高,迫切需要开展结构优化设计,减轻结构自重,提高有效负载.文中分别采用快速下降算法和遗传算法,在保证耐压结构强度和稳定性以及满足基本加工工艺要求的条件下,进行耐压柱壳结构优化设计,所得计算结果对于耐压结构设计具有指导作用.