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第1章 绪论 1

1.1 电磁发射装置产生背景及工作原理 1

1.1.1 产生的背景 1

1.1.2 工作原理 1

1.1.3 电磁发射的特点 3

1.2 电磁发射装置的发展过程 3

1.2.1 发展历史 3

1.2.2 国内外研究现状 8

1.3 电磁发射技术的应用前景 10

1.3.1 电磁发射的军事用途 10

1.3.2 电磁发射的民用前景 11

1.4 本书介绍的主要内容 12

参考文献 13

第2章 作用在电磁轨道发射装置组件电磁力的计算 18

2.1 轨道型电磁发射的工作原理 18

2.1.1 轨道 19

2.1.2 电枢 19

2.1.3 发射身管 19

2.1.4 壁板 20

2.2 电磁力的计算 20

2.2.1 麦克斯韦方程组 20

2.2.2 恒定电流电磁场与电磁力的计算 21

2.3 电磁轨道发射装置的电磁场计算 24

2.3.1 轨道线电流在电枢位置产生的磁感应强度 25

2.3.2 轨道面电流在电枢位置产生的磁感应强度 26

2.3.3 轨道体电流在电枢位置产生的磁感应强度 26

2.4 电枢受力分析 27

2.4.1 电枢受力计算 27

2.4.2 电磁发射轨道的电枢效率 27

2.4.3 算例分析 27

2.5 电磁发射轨道受力分析 28

2.5.1 电磁轨道发射过程中轨道间的电磁场 28

2.5.2 电磁轨道发射过程中的力学计算模型 30

2.5.3 两轨道间相互作用的电磁力 30

2.5.4 电枢对轨道的作用力 31

2.5.5 算例分析 32

参考文献 33

第3章 轨道的力学分析 35

3.1 弹性基础梁的弯曲微分方程及其解 35

3.1.1 弹性基础梁的弯曲微分方程的建立 35

3.1.2 弹性基础梁微分方程解的形式 36

3.2 有限长弹性基础梁的变形及内力方程 36

3.2.1 有限长弹性基础梁变形的挠曲线表达式 36

3.2.2 有限长弹性基础梁变形的内力表达式 37

3.3 不同约束形式发射轨道的静力计算 38

3.3.1 发射轨道简化为两端铰支约束（模型1）的计算 38

3.3.2 发射轨道简化为一端固定、一端自由约束（模型2）的计算 43

3.3.3 发射轨道简化为一端固定、一端铰支约束（模型3）的计算 47

3.4 3种不同约束形式下轨道的内力及变形比较 52

3.4.1 3种不同约束形式变形的比较 52

3.4.2 3种不同约束形式内力弯矩的比较 54

3.4.3 数值仿真结果与理论解的比较 54

3.5 电磁发射轨道的动力响应分析 59

3.5.1 发射轨道动力学方程的建立 59

3.5.2 方程的求解 60

3.5.3 算例分析1 64

3.5.4 算例分析2 66

3.6 电磁发射轨道临界速度分析及ANSYS的模拟仿真 69

3.6.1 电磁发射轨道动力学模型 69

3.6.2 基于ANSYS电磁发射轨道临界速度分析 70

参考文献 73

第4章 方口径电磁轨道发射装置组件的力学分析 74

4.1 方口径电磁轨道发射装置轨道及壁板的静力分析 75

4.1.1 集中载荷和均布载荷作用下双层梁挠曲线方程的建立 76

4.1.2 集中载荷F作用下双层梁的力学分析 80

4.1.3 均布载荷q作用下双层梁的力学分析 83

4.1.4 载荷F+q作用下双层梁的力学分析 86

4.1.5 模型参数对双层梁系统受力影响的研究 89

4.2 电枢力和电磁力共同作用下电磁发射组件的动力学分析 102

4.2.1 双层梁动力学微分方程式的建立 102

4.2.2 集中载荷作用下双层梁的动态响应 109

4.2.3 均布载荷作用下的上梁动态响应 114

4.2.4 组合载荷作用下的双层梁动态响应 119

4.2.5 模型参数对双层梁系统动态响应影响的研究 122

参考文献 142

第5章 非轴对称载荷作用下圆口径发射身管的力学分析 143

5.1 非轴对称载荷作用下的有限长圆柱薄壳的静力分析 143

5.1.1 有限长圆柱薄壳的静力方程 143

5.1.2 非轴对称载荷作用下的静位移及静应力的解析解 146

5.1.3 薄壳静力问题解析解和有限元解的对比分析算例 151

5.1.4 薄壳静力问题的参数分析算例 154

5.2 非轴对称载荷作用下的有限长圆柱厚壳的静力分析 157

5.2.1 有限长圆柱厚壳的静力方程 158

5.2.2 非轴对称载荷作用下位移及应力的静力理论解 169

5.2.3 厚壳静力问题解析解和有限元解的对比分析算例 171

5.2.4 厚壳静力问题的参数分析算例 173

5.3 非轴对称载荷作用下有限长圆柱薄壳的动力响应 177

5.3.1 有限长圆柱薄壳的动力方程 178

5.3.2 非轴对称载荷作用下动位移及动应力的解析解 179

5.3.3 薄壳动力问题解析解和有限元解的对比分析算例 182

5.3.4 薄壳动力问题的参数分析算例 185

5.4 非轴对称载荷作用下有限长圆柱厚壳的动力响应 189

5.4.1 有限长圆柱厚壳的动力方程 189

5.4.2 非轴对称载荷下有限长圆柱厚壳的动力理论解 191

5.4.3 厚壳动力问题解析解和有限元解的对比分析算例 192

5.4.4 厚壳动力问题的参数分析算例 194

附录Ⅰ 199

附录Ⅱ 209

参考文献 211

第6章 不同结构形式的电枢在发射过程中的应力分析 212

6.1 电枢的结构尺寸对电枢工作应力的影响 212

6.1.1 电枢的形状对电枢工作应力的影响 212

6.1.2 V形电枢的尺寸变化对电枢应力状态的影响 213

6.1.3 U形电枢的尺寸变化对电枢应力状态的影响 218

6.1.4 马鞍形电枢的尺寸变化对电枢应力状态的影响 220

6.2 电枢在电磁场中的受力分析 223

6.2.1 轨道-电枢模型分析 223

6.2.2 建立轨道-电枢模型 224

6.2.3 电枢电流密度和焦耳热分析 227

6.2.4 电枢受力分析 230

参考文献 234

第7章 发射轨道局部接触应力的计算 235

7.1 轨道局部应力场的计算模型 235

7.2 平面弹性理论边界问题借助化归挈合问题的解法 236

7.2.1 当G(t)=1的情形 236

7.2.2 问题F+=gF-+f的解 237

7.2.3 对于半平面的一般形式 239

7.3 分布载荷作用下的应力场 243

7.4 电枢与轨道接触的刚印问题 244

7.4.1 水平基底刚印作用于半平面的问题 244

7.4.2 轨道与电枢间的接触问题 245

7.5 算例及结果分析 246

参考文献 249

第8章 发射过程中电枢运动特性参量的一种简捷算法 250

8.1 电枢运动特性参量的基本方程 250

8.2 特性参量的简捷算法 252

8.2.1 回路电流解析式的导出 252

8.2.2 发射过程参数的计算流程 252

8.2.3 时间步长与收敛准则的选定 254

8.3 算例 254

8.3.1 算例1 254

8.3.2 算例2 255

参考文献 256