电磁轨道炮是一种利用安培力做功推进弹丸发射的装置，能够突破传统火炮的速度限制，可将弹丸加速至超高速，最大速度可以达到传统火炮的几倍甚至更高。电枢作为电磁发射装置中将电能转换成机械能的重要枢纽，承担着承载大电流(MA级)、承受大作用力(吨级)、耐受强磁场(20 T)和推进弹丸前进的重要任务，电枢与导轨界面之间发生了极限滑动电接触，可能会产生转捩电弧、导轨刨削、导轨中心磨损和电枢振动等现象。研究枢/轨极限滑动电接触过程并保证固体电枢与导轨之间良好的固体-固体电接触状态对于改善枢/轨电接触性能、避免发射过程中产生转捩、取得良好发射效果并推动电磁发射技术进一步实用化发展等方面有着极为重要的意义。
　　一般人们认为转捩的发生是由机械接触压力或电磁接触压力不足导致的，但电枢在凹凸不平的导轨表面运动时，电枢尾翼会发生振动与弹跳，影响电枢-导轨界面电接触性能，破坏枢/轨界面良好的接触状态，严重地甚至会产生转捩电弧。本文为了研究电枢振动特性对枢/轨电接触性能的影响，利用电磁发射有限元仿真方法，建立电枢-导轨有限元仿真模型，研究导轨在不同条件下的动力学特性，并基于导轨动力学仿真分析的结果，建立单自由度电枢振动模型，研究不对称磨损及不同发射条件对电枢振动特性的影响，提出抑制电枢振动、改善枢/轨电接触性能的方法。
　　本文首先基于50mm×60mm口径的电磁发射装置，建立二维导轨振动有限元仿真模型和基于弹性基础梁的导轨振动模型，利用多物理场有限元仿真软件ANSYS进行不同载荷条件下的导轨动力学仿真研究；基于导轨动力学仿真分析的结果，建立单自由度电枢自由振动模型进行模态分析计算，并利用Hertz接触理论建立单自由度电枢非线性碰撞振动的计算模型，通过数值计算的方法得到一个碰撞振动周期内电枢的振动曲线；基于单自由度电枢非线性碰撞振动的计算模型，利用数值计算方法研究电枢运动速度、尾翼电磁力、电枢结构及尾翼不对称磨损等因素对电枢振动特性的影响；最后，通过发射实验验证电枢肩部厚度对枢/轨界面电接触特性的影响。
　　本文提出了由导轨在弹性波的作用下发生形变而引发的电枢振动机制，并建立了单自由度电枢自由振动与碰撞振动的数值计算模型。通过理论分析、数值计算与实验验证，本文得到了改善枢/轨界面电接触性能、降低转捩发生概率并提高发射效率的方法。