张洪海，张涛，范薇，刘勇

(西北机电工程研究所，陕西 咸阳 712099)

轨道炮发射过程中，会在轨道上积累相当的热量，这些热量对轨道炮身管寿命、炮口初速、身管动力学响应具有重要的影响。为避免持续的热量累积加剧对身管的不利影响，通常需要配备相应的热管理系统，较早期的工作参见文献[1-2]。时至今日，基于有限元方法的轨道炮身管热分析问题仍然没有得到完美的解决。主要原因在于当前缺乏可直接用于轨道炮多场耦合分析的商业软件，并且自研相关有限元(功能与EMAP3D[3-4]类似)仿真代码的开发工作存在相当的技术难度。EMAP3D本身可用于电磁-结构-热耦合分析，其流固耦合分析功能及基于EMAP3D的热管理系统设计未见报道。

由于缺乏可以直接分析身管传热问题的有限元工具，导致当前轨道炮轨道瞬态温升及求解问题被分为两个步骤：首先对轨道进行分段，在每段的截面上应用解析法或有限元工具求解毫秒级发射过程为轨道带来的温升，从而避免滑动电接触和枢轨接触状态的有限元建模问题[5-8]；以上一步获得的结果作为初始值，将每段的结果分别(或经过数值拟合)导入到传热分析软件，用有限元法解热扩散问题。通过应用上述求解步骤，研究人员已经取得了一系列的研究成果，并且可以将分析结果用于轨道炮身管热管理系统的论证与设计工作，其主要缺点是分段仿真和温度载荷加载需要大量的软件操作,这也是在全身管长度上轨道热分析工作报道较少的原因之一。……