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。     

电磁轨道发射装置结构动力学特性分析

以新概念的电磁轨道发射装置为研究对象,从建立其动力学模型入手,将电磁轨道装置简化为一固定在弹性支撑上的无限长Bernoulli-Euler梁,通过适当理论假设,提出其通用动力学方程,利用傅里叶变换求解动力学方程,得到了电磁轨道装置的临界速度和导轨的动力学特性理论公式,最后应用有限元分析软件仿真了电枢速度、轨道弹性模量、轨道密度、轨道截面转动惯量、支撑座弹性系数等参数对导轨动力学特性的影响.仿真结果显示,电枢临界速度时导轨变形最大.研究成果可为电磁轨道装置的结构设计和减振控制提供进一步的理论支撑.     

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。     

电磁轨道炮的炮体结构设计

根据电磁轨道炮的炮体设计要求,对结构设计中的几项关键技术进行分析和阐述。首先从提高发射效率方面出发,提出了串联增强和开槽方式这2种提高电感梯度的炮体设计方法,并针对实际的几何结构,进行了几种不同结构形式的电感梯度计算分析和比较;然后进行了不同结构紧固方法优缺点比较,着重计算了采用螺栓紧固方法的设计参数;最后对电磁轨道炮的有限元分析、热设计进行了阐述,为电磁轨道炮的炮体结构提供了技术分析。     

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。     

超空泡射弹弹裙挤压变形仿真分析

分析了锥膛炮锥膛段弹丸弹裙高速冲击锥膛受到的挤压变形变化过程；针对锥膛炮炮膛和弹丸的结构特点,建立了弹丸弹裙形变数学模型；基于有限元分析软件ABAQUS对弹丸弹裙挤压变形过程进行了仿真分析,得出了射弹锥膛段的速度—时间曲线,计算结果与实验结果一致.论文研究结果可为锥膛炮内弹道设计和弹丸结构优化提供参考.     

含高能脉冲负载的综合电力系统运行性能分析

随着舰船综合电力系统的不断发展,未来将实现高能脉冲武器负载的装舰,需要研究其对系统性能的影响。为此,分析典型高能脉冲负载电磁轨道炮的动态特性,在Matlab/simulink中建立相应的仿真模型,验证模型准确性;构建综合电力系统的简化仿真模型,并将电磁轨道炮模型嵌入该系统中,进行系统运行仿真,结果显示电磁轨道炮直接挂网运行方式会对系统造成冲击,影响系统的电能品质。     

含高能脉冲负载的综合电力系统运行性能分析

随着舰船综合电力系统的不断发展,未来将实现高能脉冲武器负载的装舰,需要研究其对系统性能的影响。为此,分析典型高能脉冲负载电磁轨道炮的动态特性,在Matlab/simulink中建立相应的仿真模型,验证模型准确性;构建综合电力系统的简化仿真模型,并将电磁轨道炮模型嵌入该系统中,进行系统运行仿真,结果显示电磁轨道炮直接挂网运行方式会对系统造成冲击,影响系统的电能品质。     

电磁溢流共轨压力控制阀数学模型分析

在柴油机电控技术中,共轨压力的稳定对整个系统的性能具有重要影响,是决定喷油量和喷油速率的重要因素之一。控制柴油机高压喷油系统共轨压力的稳定性,采用压力溢流控制方法是一种有效途径。根据电磁阀内在特点将其划分为电路子系统、磁路子系统、机械子系统、液压子系统和热力子系统,分别建立这5个子系统的数学模型,并进行分析和仿真。研究电磁阀工作过程中对其性能影响的主要因素,仿真结果表明:所建立的数学模型正确,可用于共轨电磁压力溢流阀的优化设计。     

基于CFD技术的舰炮发射对观瞄装置的影响

为分析舰炮发射时高温、高压、高速的火药气体对炮口附近的观瞄装置的影响,建立舰炮身管与观瞄装置的三维流场仿真模型,分析炮口流场的形成过程,得到舰炮发射时的压力场和温度场。同时对观瞄装置上各面及附近特殊点进行压力和温度的监测,分析各监测位置的数据。结果表明该总体方案下舰炮发射时,炮口冲击波对观瞄装置影响较大,高温火药气体对其的影响可以忽略。研究结论表明,利用CFD方法可以对武器系统总体方案的布置提供一定的设计参考。     

轨道式集装箱门式起重机能耗试验研究

对集装箱码头广泛应用的轨道式集装箱门式起重机进行了能耗试验,分析了影响起重机能耗的关键因素,得出了起升速度、小车运行速度和大车运行速度对能耗的影响程度,提出了轨道式门式起重机设计与实际操作时的速度参数选择建议。     

基于燃油计量阀的高压油泵动态特性仿真分析

以某型基于燃油计量阀的高压油泵为研究对象,在介绍其工作原理的基础上,利用AMESim软件建立高压油泵及共轨管的仿真模型,并通过高压油泵性能试验验证仿真模型的准确性,最后利用模型分析燃油计量阀控制信号的频率和占空比以及驱动轴转速对高压油泵动态特性的影响.结果表明:燃油计量阀控制信号的频率对高压油泵动态特性的影响较小,而燃油计量阀控制信号的占空比和驱动轴转速对高压油泵动态特性的影响较大.随着燃油计量阀控制信号占空比的减小以及驱动轴转速的增大,高压油泵输出高压燃油的响应加快,泵油能力增强.     

船用柴油机高压共轨系统动态特性研究Ⅰ

从系统层面通过试验与计算相结合的方法开展研究,以改善船用柴油机共轨系统燃油的压力波动,减少各缸喷射过程的互相干扰为目标.对整体式共轨燃油系统开展试验研究,揭示了影响共轨压力波动的主要因素,并指出该系统结构在船用柴油机应用上的局限性.对分布式共轨燃油系统开展仿真分析,并与整体式系统进行比较,研究表明,分布式共轨系统可明显改善系统动态性能,代表了未来船用柴油机共轨系统的发展趋势.     

船用柴油机高压共轨系统动态特性研究Ⅱ

从系统层面通过试验与计算相结合的方法开展研究,以改善船用柴油机共轨系统燃油的压力波动,减少各缸喷射过程的互相干扰为目标.对整体式共轨燃油系统开展试验研究,揭示了影响共轨压力波动的主要因素,并指出该系统结构在船用柴油机应用上的局限性.对分布式共轨燃油系统开展仿真分析,并与整体式系统进行比较,研究表明,分布式共轨系统可明显改善系统动态性能,代表了未来船用柴油机共轨系统的发展趋势.     

大型低速船用智能柴油机燃油共轨喷射系统的建模与动态仿真

以7RT-flex60C船用智能柴油机为仿真对象,基于该型号柴油机燃油共轨喷射系统的结构特点及各组成部件的液力连接关系,建立该系统各部件的数学模型;采用模块化的设计方式搭建燃油共轨喷射系统Matlab/Simulink仿真模型.仿真结果表明,模型具有较好的准确性和动态特性,可用于船用智能柴油机燃油共轨喷射系统的设计、优化及仿真.     

单体小水线面水翼复合型高速船翼航状态运动稳定性研究

本文研究了单体小水线面水翼复合型高速船（ＨＹＳＷＡＳ）翼航状态的运动稳定性。运用航空领域中的飞行器运动稳定性理论,推导了ＨＹＳＷＡＳ翼航状态线化无因次小扰动运动方程及其特征方程,提出了基于特征根的运动稳定性评判方法及其品质指标,讨论了船舶惯性元素、运动导数以及吃水的变化对ＨＹＳＷＡＳ翼航状态运动稳定性的影响,得出了几点实用的结论,为该船型的研究和设计提供了一定的依据。