电磁发射技术的发展,使电磁轨道炮的巨大军事应用潜力得到了很好而有效的发掘。电枢作为电磁轨道炮的关键组件,关系着电磁轨道炮整体性能,也一直是制约电磁轨道炮走向实战的难题。固体电枢轨道炮的电枢通常使用C型电枢。C型电枢的结构变化可能会影响电枢的特性分布情况,电枢内凹槽面的变化对电枢结构有很大改变。为获得合适的的电枢内凹槽面样式,更加优化电枢的结构,需仿真各种内凹槽面的形状对电枢特性分布的影响并分析其规律。对于固体电枢轨道炮中电枢电流的集中分布会引起高温,焦耳热的集中会导致材料的受热熔化,磁场的变化会引起电流的偏流,磁感应力的集中也会加剧电枢与轨道的磨损。本文利用ANSYS有限元软件的电磁分析功能,使用三维场基于节点的磁标-矢势联合瞬态分析方法,对凹槽截面为三角形、矩形、抛物线型、梯形、直线加圆弧形五种凹槽结构面结构电枢模型,开展了静态条件下的仿真研究。重点研究各种凹槽面对电枢的电流密度、磁场强度和焦耳热分布的特性,同时对电枢加载电流时的翼向受力情况进行分析对比,以确定C型电枢合适的凹槽面形状。仿真分析发现:矩形、三角形、抛物线形、梯形、直线加半圆弧形五种不同凹槽截面形状的电枢,在电枢凹槽面拐角处、凹槽面朝向端的四个角外角以及电枢尾部都出现了电流集中区;电枢焦耳热也与电流密度具有相似的分布情况,且分布情况具有对称性,这与电枢-轨道的对称结构相对应,并且电流的传导特性、集肤效应和邻近效应是影响其特性分布的主要因素,符合相关的准静态电磁场的理论;磁场强度主要分布在电枢凹槽面的顶角和顶面处以及凹槽面朝向端的四个角上,凹槽面内部区域磁场强度明显比其两侧表面高;电枢加载电流激励时电枢翼向力都随电流的增大而增大,并与电流的平方成正比;电枢大部分的翼向力比较小;电枢的翼向力最值较大的区域都出现在电枢内侧靠近转角的上下两侧,并且在外侧转角处都出现了与对应侧翼最值反方向的且绝对值也较大的区域;出现的正、反两个方向的最值大小相对接近。通过对矩形、三角形、抛物线形、梯形、直线加半圆弧形五种不同凹槽截面形状的电枢比较得出:直线段加圆弧形凹槽形状电枢电流密度、磁场强度、焦耳热分布、翼向力综合情况较好,是固体轨道电枢的合理结构形状。