基于磁-结构耦合的电磁线圈发射器驱动线圈累积失效研究

摘要：

实验中线圈发射器常在发射5-6次后驱动线圈出现破坏现象,为了设计出满足性能要求的线圈发射器,对破坏原因进行分析是十分必要的.以实验所用单级同轴感应线圈发射器为研究对象,通过电路-磁场-结构场耦合计算方法,求解出了线圈及其封装的应力分布.对于封装非金属材料,采取静强度评估方法进行失效判断,认为当封装所受最大应力超过其抗拉强度极限时发生失效.对线圈金属材料,除采取静强度评估方法外,还结合其材料应力-寿命曲线进行了疲劳寿命分析.结果显示:封装所受最大应力超过了其抗拉强度极限,在发射过程中,破坏区域逐渐扩大直至封装完全破坏;线圈所受最大应力小于其屈服强度,没有发生静强度失效,但在多次发射后会出现疲劳破坏.通过对封装进行材料改进,使得封装所受应力在许用范围内并且增加了驱动线圈的疲劳寿命.

关键词：感应线圈发射器、场路耦合时步有限元法、磁-结构耦合场计算、累积失效、疲劳分析

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分类号：TM15(电工基础理论)

资助基金：国家自然科学基金51577106;基于多物理场分析的抽水蓄能发电电动机故障机理研究项目K-ST2013-001

在线出版日期：2016-07-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：77-84