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【6h】

电磁轨道发射系统动力学物理模拟试验研究

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第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

第2章 电磁场作用下导轨的动力学特性研究

2.1 导轨动力学方程

2.2 自由振动

2.3 导轨在匀速电磁力载荷下的强迫振动

2.4 非线性自由振动分析

2.5 非线性强迫振动

2.6 结果分析

2.7 本章小结

第3章 电磁轨道发射系统动力学模拟等效原理研究

3.1 固有频率完全相似关系建立

3.2 固有频率不完全相似关系建立

3.3 动态响应对应关系建立

3.4 本章小结

第4章 电磁轨道发射系统动力学物理模拟实验装置设计

4.1 实验装置的设计

4.2 测试电路的设计

4.3 实验装置ANSYS仿真分析

4.4 本章小结

第5章 实验装置的研制与实验

5.1 硅梁的制作

5.2 实验电路板的设计与制作

5.3 振动测试试验

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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摘要

电磁轨道发射系统是一种先进的动能发射装置。相比于传统的火炮等武器,它具有发射速度高、能量容易控制和良好的隐蔽性等特点,具有良好的前景与应用价值。本文针对电磁轨道发射系统在发射过程中的机电耦合振动进行分析,并运用物理模拟试验对发射过程中振动状态进行研究。主要研究内容包括以下几个方面:  建立了导轨在移动载荷下的动力学模型。计算了导轨系统的固有频率和动态响应。求得系统非线性自由振动的固有频率随系统参数的变化规律,以及电流激励下非线性强迫振动的幅频特性随系统参数的变化规律。  利用量纲分析法,建立了实验模型与过渡模型固有频率之间的完全相似关系,计算了过渡模型与原型固有频率之间的不完全相似关系。利用方程分析法推导出实验模型与过渡模型动态响应的相似准则,进一步得到了实验模型与原导轨动态响应幅值的比例关系。  基于静电激励电容检测原理,设计了导轨振动的物理模拟实验装置和测试电路。分别进行了振动梁的设计、激励电极与测试电极的设计,分析了试验装置的电容特性。选择交流电桥法电容检测电路作为测试电路,并根据所设计的实验装置,对振动梁进行了ANSYS仿真分析。  利用微机电系统中的光刻和腐蚀等加工工艺,制作出符合试验要求的振动梁,设计了控制激励电极通断电的开关电路,完成了整个试验装置的电路设计,制作出PCB实验电路板,进行了振动测试试验并分析了试验结果。

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