电磁轨道炮导轨身管系统动力学分析

针对电磁轨道炮等新概念电磁发射系统发射动力学建模复杂、计算成本高等难题,考虑上下导轨非对称性影响,将上下导轨视为横向振动梁,身管视为在特定位置作用两弹性支撑的横向振动梁,导轨与身管间的相互作用视为连续分布弹簧,建立导轨身管系统三梁动力学模型。利用多体系统传递矩阵法推导系统各部分传递矩阵,组装系统总传递方程,求解系统任意位置在对应频率下的状态矢量。通过毕奥-萨伐尔定律解算导轨间及枢轨间的电磁力作用系数,分析导轨所受电磁力分布规律。利用模态叠加法求解系统静位移和在重力及时变电磁力作用下的动态响应,并与商业有限元软件计算结果比较,验证该方法的有效性和快速性。分析发现当电流较小时,系统在静变形位置附近波动,电流达到峰值平台后,上下导轨间距在“扩张-收缩”的过程中反复震荡;上导轨由于弹性支撑参数等非对称性因素的影响变形量更大,为电磁轨道炮耦合系统动力学分析提供理论支撑。