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[硕士论文] 吴德文
机械设计及其理论 燕山大学 2017(学位年度)
摘要:电磁轨道发射系统是一种先进的动能发射装置。相比于传统的火炮等武器,它具有发射速度高、能量容易控制和良好的隐蔽性等特点,具有良好的前景与应用价值。本文针对电磁轨道发射系统在发射过程中的机电耦合振动进行分析,并运用物理模拟试验对发射过程中振动状态进行研究。主要研究内容包括以下几个方面:
  建立了导轨在移动载荷下的动力学模型。计算了导轨系统的固有频率和动态响应。求得系统非线性自由振动的固有频率随系统参数的变化规律,以及电流激励下非线性强迫振动的幅频特性随系统参数的变化规律。
  利用量纲分析法,建立了实验模型与过渡模型固有频率之间的完全相似关系,计算了过渡模型与原型固有频率之间的不完全相似关系。利用方程分析法推导出实验模型与过渡模型动态响应的相似准则,进一步得到了实验模型与原导轨动态响应幅值的比例关系。
  基于静电激励电容检测原理,设计了导轨振动的物理模拟实验装置和测试电路。分别进行了振动梁的设计、激励电极与测试电极的设计,分析了试验装置的电容特性。选择交流电桥法电容检测电路作为测试电路,并根据所设计的实验装置,对振动梁进行了ANSYS仿真分析。
  利用微机电系统中的光刻和腐蚀等加工工艺,制作出符合试验要求的振动梁,设计了控制激励电极通断电的开关电路,完成了整个试验装置的电路设计,制作出PCB实验电路板,进行了振动测试试验并分析了试验结果。
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