大電流高速滑動刨削的預測模型

王 盟，王咸斌，趙 瑩，袁偉群，嚴 萍

（1.中國科學院大學，北京 100049；2.中國科學院 電工研究所，北京 100190；3.中國科學院 電力電子與電氣驅動重點實驗室，北京 100190）

軌道加速裝置是利用電能將物體加速到超高速的先進裝置，具有速度快、射程遠和命中精度高等優點［1］。刨削的出現會影響軌道發射器的發射效果，降低其壽命。研究刨削機理有助于更好地認識刨削，為預防刨削提供理論依據與工程方案，從而提高電磁軌道發射器的使用壽命［2－5］。

目前，現有刨削假說與模型如下：

1）微觀粗糙顆粒碰撞假說認為刨削是微觀粗糙顆粒之間的斜碰撞引起的，碰撞產生的沖擊力與碰撞速度、碰撞角度、材料密度和沖擊波速率有關［6－9］。當電樞速度達到起始刨削速度時，沖擊力達到材料的極限強度導致刨削。該假說只對刨削行為作了解釋，并沒有給出預測起始刨削速度的方法。

2）絕熱剪切假說認為刨削產生的過程中有絕熱剪切帶形成。絕熱剪切帶是當材料的粘塑性熱軟化率超過其機械硬化率時局部帶發生的劇烈的塑性應變［10］。該假說也沒有給出預測起始刨削速度的方法。

3）沖擊壓強模型認為起始刨削速度由較硬材料的硬度和雙方材料的密度及聲速度決定。當電樞與軌道碰撞產生的沖擊壓強超過了材料的屈服強度時則產生刨削。模型中無法獲得實際碰撞產生的沖擊壓強，利用垂直平面碰撞沖擊壓強替代實際碰撞沖擊壓強來預測起始刨削速度，該模型屬于半經驗型。……