|本期目录/Table of Contents|

[1]葛一凡,秦实宏*,陈 彪,等.电磁发射轨道截面瞬态电磁热的耦合场分析[J].武汉工程大学学报,2022,44(03):331-335.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202111021]
　GE Yifan,QIN Shihong*,CHEN Biao,et al.Transient Electromagnetic Thermal Coupling Field of Electromagnetic Launch Rail Section[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2022,44(03):331-335.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202111021]
点击复制

电磁发射轨道截面瞬态电磁热的耦合场分析(/HTML)
分享到：

《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
44
期数:
2022年03期
页码:
331-335
栏目:
机电与信息工程
出版日期:
2022-06-30

文章信息/Info

Title:
Transient Electromagnetic Thermal Coupling Field of Electromagnetic Launch Rail Section
文章编号:
1674 - 2869（2022）03 - 0331 - 05
作者:
葛一凡; 秦实宏*; 陈 彪; 王 万
武汉工程大学电气信息学院，湖北 武汉 430205
Author(s):
GE Yifan;  QIN Shihong*;  CHEN Biao;  WANG Wan
School of Electrical and Information Engineering， Wuhan Institute of Technology， Wuhan 430205， China
关键词:
轨道炮; 温度场; 电流分布
Keywords:
railgun;  temperature field;  current distribution
分类号:
TM33
DOI:
10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202111021
文献标志码:
A
摘要:
为了研究轨道炮在发射过程中的局部区域过热现象对轨道炮的发射精度与使用寿命带来的严重损害，基于Comsol Multipysics有限元分析软件建立了轨道炮二维瞬态有限元模型，考虑电枢高速运动产生的速度趋肤效应的影响，分析了不同驱动电流上升沿时间作用下的电磁热紧耦合轨道的电流与温度分布规律，并进行了轨道炮发射实验，对仿真结果进行了验证。结果表明：发射过程中，轨道温升最高点出现在电流上升沿结束时刻附近，临近炮尾的一段轨道上，温升峰值由炮尾向炮口逐渐降低，且热量在枢轨接触面透入轨道1~2?mm。根据仿真与实验结果，轨道炮尾的内侧为热管理系统设计关键位置。
Abstract:
The local overheating phenomenon of railgun in the firing process causes serious damage to the firing accuracy and service life of railgun. In this paper， a two-dimensional transient finite element model of railgun was established based on Comsol Multipysics finite element analysis software. Considering the influence of the velocity skin effect caused by the high-speed movement of armature， the current and temperature distribution of electromagnetic thermal tight coupling rail under the action of different rising edge time of driving currents were analyzed， and the launching test of railgun was carried out to verify the simulation results. The results showed that the highest point of rail temperature rise occurs near the end of the current rising edge. On a section of rail near the gun tail， the peak temperature rise gradually decreases from the gun tail to the muzzle， and heat only penetrates 1-2 mm at the edge of the armature-rail contact interface. According to the simulation and experimental results， the inner side of the railgun tail is the key position for the design of the thermal management system.

参考文献/References:

［1］ 李超，鲁军勇，马伟明，等. 电磁发射用多级混合储能充电策略优化［J］. 电工技术学报，2017，32（13）：118-124.

［2］ 马山刚，千歆杰，李臻. 用于电磁发射的电感储能型脉冲电源的研究现状综述 ［J］. 电工技术学报，2015，30（24）：222-228，236.
［3］ 乔志明，雷彬，吕庆敖，等. 电磁轨道炮关键技术与发展趋势分析［J］. 火炮发射与控制学报，2016，37（2）：91-95.
［4］ KERRISK J F．Electrical and thermal modeling of railguns ［J］. IEEE Transactions on Magnetics，1984，20（2）：399-402.
［5］ HSIEH K. A lagrangian formulation for mechanically， thermally coupled electromagnetic diffusive process with moving conductors ［J］. IEEE Transactions on Megntics，1995，31（1）：604-609.
［6］ POWELL J D，ZIELINSKI A E．Ohmic heating in a double-taper sabot-armature［J］. IEEE Transactions on Magnetics，2003，39（1）：153-157.
［7］ 汤亮亮，张广洲，夏胜国，等. 小口径电磁轨道炮电枢电流熔蚀特性实验研究 ［J］. 高电压技术，2016，42（9）：2857-2863.
［8］ 金龙文，雷彬，张倩，等.电磁轨道炮热生成机理及温度场数值仿真［J］.火炮发射与控制学报，2012（4）：9-12.
［9］ 高博，邱群先，郄文静，等. 电磁轨道炮电枢多场耦合分析与试验研究 ［J］. 电工技术学报，2020，35（增刊2）：341-345.
［10］ 李白，鲁军勇，谭赛，等. 滑动电接触界面粗糙度对电枢熔化特性的影响 ［J］. 电工技术学报，2018，33（7）：1607-1615.
［11］ 陈立学，何俊佳，夏胜国，等. 电磁轨道炮轨道电阻率和轨道高度对电流上升沿阶段电枢边沿熔蚀的影响 ［J］. 高电压技术，2014，40（4）： 1071-1076.
［12］ ZIELINSKI A， HILDENBRAND D．Observation and simulation of armature contact performance in the cannon-caliber electronmagnetic gun［J］. IEEE Transactions on Megntics，1997，33（1）：157-162.
［13］ 阮景煇，陈立学，夏胜国，等. 电磁轨道炮电流分布特性研究综述［J］. 电工技术学报，2020，35（21）：4423-4431.
［14］ 张威，李海元，栗保明. 基于有限元仿真的不同截面轨道炮特性分析［J］. 计算机仿真，2021，38（8）：18-22，171.
［15］ 卢铜钢，刘峰，高翔，等. 洛伦兹力与温度场作用下枢轨摩擦磨损特性［J］. 摩擦学学报，2021，41（4）：474-483.

相似文献/References:

[1]舒安庆,王,吴开斌,等.螺旋焊与对接焊的有限元模拟[J].武汉工程大学学报,2008,(01):98.
　SHU An qing,WANG Wei,WU Kai bin,et al.The Finiteelement Analysis on spiral welding and butt welding[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2008,(03):98.
[2]郑小涛,陈瑶,喻九阳,等.螺栓法兰连接系统的热应力场[J].武汉工程大学学报,2014,(06):37.[doi:103969/jissn16742869201406009]
　ZHENG Xiao tao,CHEN Yao,YU Jiu yang,et al.Thermal stress of bolted flanged system[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2014,(03):37.[doi:103969/jissn16742869201406009]
[3]喻九阳,王明伍,郑小涛,等.高温法兰连接系统温度场的有限元分析[J].武汉工程大学学报,2014,(10):31.[doi:103969/jissn167428692014010007]
　YU Jiu yang,WANG Ming wu,ZHENG Xiao tao,et al.Temperature field analysis of flanged joints at high temperature based on finite element method[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2014,(03):31.[doi:103969/jissn167428692014010007]
[4]郑小涛,黄　苏,喻九阳,等.高温法兰接头的稳态热分析与密封性能研究[J].武汉工程大学学报,2017,39(04):387.[doi:10. 3969/j. issn. 1674?2869. 2017. 04. 013]
　ZHENG Xiaotao,HUANG Su,YU Jiuyang,et al.Steady State Thermal Analysis and Sealing Performance of Flange Joint at High Temperature[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2017,39(03):387.[doi:10. 3969/j. issn. 1674?2869. 2017. 04. 013]
[5]周　缘,程海潜*,李　清,等.大体积混凝土水管冷却关键参数的敏感性研究[J].武汉工程大学学报,2020,42(02):202.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.201909038]
　ZHOU Yuan,CHENG Haiqian*,LI Qing,et al.Sensitivity Analysis of Key Parameters of Mass Concrete with Water Pipe Cooling[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2020,42(03):202.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.201909038]
[6]朱鑫姝,殷 勇,邓佩刚*.数据机房机架式服务器空气流动的数值模拟[J].武汉工程大学学报,2022,44(06):683.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202207031]
　ZHU Xinshu,YIN Yong,DENG Peigang *.Numerical Simulation of Rack Server Air Flow in Data Center[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2022,44(03):683.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202207031]

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2021-11-24
基金项目：武汉工程大学研究生教育创新基金（CX2020065）
作者简介：葛一凡，硕士研究生。E-mial：443829572@qq.com
*通讯作者：秦实宏，博士，教授。E-mail：qinsh@wit.edu.cn
引文格式：葛一凡，秦实宏，陈彪，等. 电磁发射轨道截面瞬态电磁热的耦合场分析［J］. 武汉工程大学学报，2022，44（3）：331-335.

更新日期/Last Update: 2022-06-29