随着科技的发展,电磁发射这种高能量、高速的发射理念和装置被提出,电磁发射装置在从试验走向实际应用的过程中,关键的问题之一是合理的电枢设计。电枢结构的合理性、电枢与轨道配合性质选择直接影响了电枢发射的效率,也就是有效能量的利用率。本文主要采用数值仿真的技术结合试验数据展开研究。论文的主要完成了以下内容。首先,阐述了电枢研究的背景意义和国内外研究现状,在现状研究中主要从电枢的理论研究和仿真分析中开展。其次,建立了电枢运动过程中脉冲放电的电路数学模型、电枢动力学模型和接触热载荷数学模型,并通过MATLAB/Simulink软件建立了增强型电磁轨道发射装置系统仿真模型,仿真结果与试验结果对比验证模型的有效性,分析不同初始位置和过盈量对电枢运动速度影响和对接触电阻的影响。再次,本文利用workbench软件建立电磁与结构单向耦合的有限元模型,通过对多个电流下的电枢数值模拟,求得电枢所受的电磁力和摩擦力,计算不同电流下电枢所受的合力。求取电枢所受合力与电流的拟合方程,据此条件求解出电枢全程所消耗的有效能量。建立电枢参数化模型,通过改变电枢的单因素尺寸参数,得到了对电枢所受的电磁力、摩擦力、合力和全程消耗的有效能量影响规律。最后,通过正交试验设计,确定因素、水平和试验指标,采用SPSSAU软件进行正交试验;通过对试验结果进行分析,求得了电枢主要的尺寸参数对于模拟结果影响的主次顺序,确定了尺寸参数的多因素水平优化组合结果。