电磁发射装置绝缘支撑结构多场特性研究

摘要

重复运行电磁发射装置中的绝缘支撑结构在发射过程中要承受高温、冲击力的作用而发生绝缘失效,针对这一现象,本文基于COMSOL有限元分析软件,通过建立发射器二维瞬态模型,以麦克斯韦方程、热扩散方程和动力学方程作为依据,对电磁发射装置在运行中所受的磁场、温度场和力场进行耦合分析,得到绝缘支撑结构的温度分布和在电磁力和螺栓预紧力共同作用下的应力分布.从分布结果可以看出绝缘支撑结构的最高温度集中分布在轨道和绝缘支撑结构的接触面上,绝缘材料的表面是面临高温环境考验的区域;绝缘压板所承受的应力远远高于绝缘支撑板所承受的应力,绝缘压板处于高应力区,局部应力最高值远小于绝缘材料的抗张强度,绝缘材料所受最高温度、最大应力均随脉冲电流的增高而呈线性增长,研究分析绝缘支撑结构的温度、应力分布特点有助于进一步分析绝缘支撑材料老化失效的机理.