电磁轨道发射用电枢表面损伤及其防护研究进展

作     者：林永强 姚萍屏 王兴 周海滨 康丽 袁仔豪 邓敏文 

作者机构：中南大学粉末冶金研究院 中南林业科技大学材料科学与工程学院 

出 版 物：《中国表面工程》 (China Surface Engineering)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：082601[工学-武器系统与运用工程] 08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(92166202) Fund:National Natural Science Foundation of China(92166202) 

主　　题：电磁轨道发射 电枢 表面损伤 载流摩擦副 防护 

摘      要：电磁轨道发射装置处于大电流（～MA级）、强磁场（～T级）、高热量（～10～3K级）、强作用力（～10～6N级）等极端服役工况，电枢作为将电能转化为动能的关键部件，在服役过程中会不可避免地发生一系列损伤，导致电枢与轨道（枢轨）载流摩擦副间的接触特性发生显著变化，从而显著影响电磁轨道发射系统效率和精度。综述了近年来国内外研究者对电磁轨道发射用电枢表面损伤与防护的相关研究进展，阐述电枢损伤的典型特征，归纳电枢损伤的机制，梳理电枢损伤的防护优化策略，探讨电枢损伤及防护的研究趋势。研究表明：电磁轨道发射用电枢损伤主要有三种形式：载流摩擦磨损、热熔化和转捩烧蚀，其损伤的严重程度与形貌受到服役变量及电枢自身参数的影响；电枢损伤机制的模拟与仿真基于接触应力集中、电流密度集中、热量集中等三方面展开，着力于枢轨载流摩擦副间接触方式和特性；电枢损伤的防护优化主要考虑枢轨载流摩擦副结构设计、材料选择、表面涂层等多种因素的影响。电磁轨道发射电枢表面损伤形成的极端苛刻性和多场耦合特性，导致电枢表面损伤的形貌研究尚未能形成系统性和完整性的时空演变规律。仿真复现手段以及与轨道损伤特征的对应关系等的理论分析和试验探索仍有待进一步深入研究。研究结论对提高电枢效能、电枢表面损伤与防护研究及新型电枢材料开发与结构设计具有指导意义。