【摘 要】
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线圈感应型电磁推进作为一种新型的加速方式,具有速度高、加速时间短、易于加速大质量载荷等优点,在航空航天、高能物理、核能研究等领域有着巨大的应用潜力,因此世界各国都
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线圈感应型电磁推进作为一种新型的加速方式,具有速度高、加速时间短、易于加速大质量载荷等优点,在航空航天、高能物理、核能研究等领域有着巨大的应用潜力,因此世界各国都进行了大量的研究。同步控制、温升、能量利用率、机械稳定性等技术问题是线圈感应型电磁推进几个重点研究课题,而以上各种问题都与系统的加速电枢关联。因此论文重点对线圈感应型电磁推进系统的加速电枢进行了分析研究,研究内容包括:加速电枢的材料选择,加速电枢的结构优化及加速电枢的机械稳定性分析。论文从线圈感应型电磁推进的加速原理出发,对整体系统进行理论分析并建立了系统电路方程、电枢涡流方程及电枢受力形变方程。利用有限元软件建立了线圈感应型电磁推进装置的电路—磁场—结构全耦合分析模型。对比分析了几种金属(铝、铜、银、铁、镍、钨)材料本身物理参数(密度、磁导率、电导率等)的不同对系统加速效果和能量利用率的影响;研究了三种典型加速电枢结构(套筒型、线圈型和实体圆柱型)在加速效果、温升及制造工艺等方面的不同:分析了如何更好的对电枢进行加固及电枢本身结构参数对自身受力形变和稳定性的影响。最后,论文根据以上分析,对原有的套筒型电枢结构进行了改进。改进型电枢采用底端内壁加厚,上端开槽的结构。仿真结果证明:改进型电枢保证了电枢的加速效果,减小了电枢形变。
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