电磁装甲技术原理及其有限元分析PDF电子书下载

第1章 引言 1

1.1装甲的发展和现状 1

1.2电磁装甲分类及其研究现状 3

1.3主动防护技术产生的背景 11

1.4主动防护硬杀伤系统现状 14

1.4.1俄罗斯的研制情况 14

1.4.2以色列的研制情况 17

1.4.3美国的研制情况 18

1.4.4英国的研究情况 20

1.5主动防护技术与主动电磁装甲的对比 21

1.6研究的宗旨和意义 23

1.7本书主要讨论的内容 25

第一部分 被动电磁装甲篇 29

第2章 被动电磁装甲电磁力作用机理 29

2.1 引言 29

2.2作用机理概述 29

2.3.1 基本假设 33

2.3力学模型的建立 33

2.3.2电磁力作用方程 34

2.3.3电路方程及其解 39

2.4小结 41

第3章 基于欧姆加热原理的被动电磁装甲理论 42

3.1 引言 42

3.2加热和汽化金属射流过程机理分析 42

3.3爆炸汽化射流变阻值和电流强度求解 49

3.4小结 54

第4章 金属射流不稳定性分析 55

4.1 引言 55

4.2射流不稳定性控制方程 55

4.3小结 71

第5章 被动电磁装甲有限元法数值仿真 72

5.1 引言 72

5.2有限元法简介 72

5.2.1前置处理 75

5.2.3后置处理 76

5.2.2解题程序 76

5.3有限元法推导穿甲杆节点位移和转角的表达式 77

5.4求解实例 93

5.4.1分解为两元素 94

5.4.2求元素1的刚度矩阵 94

5.4.3分布力化为集中力与弯矩 95

5.4.4求出元素1节点上的挠度与转角 95

5.4.6元素2节点的总受力 96

5.4.5求元素2的刚度矩阵 96

5.4.7求出元素2挠度和转角 97

5.4.8合并两元素 97

5.4.9加入边界条件 98

5.5射流汽化分析 108

5.6射流不稳定性求解与仿真 110

5.7小结 114

参考文献 116

6.1.1线圈感应式射弹拦截器工作原理 127

6.1射弹拦截器的发射原理 127

第6章 关于线圈感应式主动电磁装甲射弹拦截器的理论 127

第二部分 线圈感应式主动电磁装甲篇 127

6.1.2磁场重接式射弹拦截器工作原理 129

6.2工作过程中的基本假设 130

6.3射弹拦截器的机电模型建立 131

6.3.1电路方程 131

6.3.2推力方程 135

6.3.3运动方程 139

6.4小结 139

7.1.1参数方程 141

第7章 线圈感应式主动电磁装甲射弹拦截器磁场及电磁力计算 141

7.1发射线圈的磁场 141

7.1.2发射线圈磁场等效分析和计算途径 142

7.1.3具有矩形截面的单匝圆线圈的磁场 144

7.2单匝圆线圈磁场单积分法 148

7.3发射线圈磁场计算 152

7.3.1 固定高度和固定电流时的Bp和Bz分布 153

7.3.3 不同电流和固定高度的Bp、Bz分布 155

7.3.2固定电流和不同高度的Bp、Bz分布 155

7.4电磁力 156

7.5电磁力计算 159

7.5.1拦截板电磁力的径向分布 161

7.5.2拦截板运动的计算结果 162

7.5.3电参量对拦截板速度的影响 162

7.5.4拦截板材料对其速度的影响 163

7.6小结 164

第8章 拦截板动力学的有限元分析 165

8.1电磁场的有限元法 165

8.1.1麦克斯韦方程组 165

8.1.2位函数的微分方程 166

8.1.3位函数的边界条件 168

8.1.4位函数的边值问题 169

8.1.5有限单元法求解 170

8.2 ANSYS的电磁场分析 174

8.3.1 2D瞬态磁场分析中用到的单元 178

8.3 2D瞬态电磁场分析的一般步骤 178

8.3.2创建2D瞬态磁场分析的物理环境 179

8.3.3建立模型，划分网格，赋予特性 182

8.3.4加边界条件和励磁载荷 183

8.3.5求解 184

8.3.6后处理 186

8.4用2D瞬态磁场分析射弹拦截器的磁场和受力 187

8.5有限元计算结果分析 190

参考文献 191

第三部分 磁场重接式主动电磁装甲篇 201

第9章 磁场重接式主动电磁装甲的基本原理 201

9.1磁场重接式主动电磁装甲所采用的技术 201

9.1.1 重接式电磁发射装置的类型及性能分析 202

9.1.2电感储能磁场重接式主动电磁装甲 207

9.1.3电容储能磁场重接式主动电磁装甲 209

9.2磁场重接式主动电磁装甲运动过程的本质分析 210

9.3磁场重接式主动电磁装甲的运动方程 211

9.3.1 电感储能磁场重接式主动电磁装甲的运动方程 211

9.3.2电容储能磁场重接式主动电磁装甲的运动方程 213

9.4线圈内的磁场分析 216

9.5发射体内的涡流 219

9.5.1发射体内涡流模型 219

9.5.2发射体的磁场屏蔽作用 221

9.6磁场重接式主动电磁装甲的磁场有限元分析 227

9.7小结 230

第10章 磁场重接式主动电磁装甲构成 231

10.1磁场重接式主动电磁装甲的结构 231

10.2充电回路 232

10.3开关 234

10.3.1 火花间隙开关的基本原理 235

10.3.2控制电路和触发电路 236

10.4传输线 238

10.5放电回路的参数分析 240

10.6小结 245

第11章 磁场重接式主动电磁装甲的参数分析 246

11.1线圈参数分析 247

11.1.1线圈选型 248

11.1.2线圈中的电流对系统性能的影响 249

11.1.3线圈匝数对系统性能的影响 254

11.1.4线圈截面积对系统性能的影响 258

11.1.5线圈匝间距对系统性能的影响 260

11.2发射体参数分析 262

11.3线圈与发射体相对参数分析 263

11.3.1 线圈和发射体之间距离对系统性能的影响 263

11.3.2发射体的初始位置对系统性能的影响 267

11.4小结 269

第12章 讨论与展望 271

12.1阶段性结论 271

12.1.1 关于被动电磁装甲部分 271

12.1.2关于线圈感应式主动电磁装甲部分 273

12.1.3 关于磁场重接式主动电磁装甲部分 275

12.2关于电磁装甲分类的讨论 276

12.3关于电磁装甲工程化实施阶段的讨论 278

参考文献 280