3。3  Ansoft Maxwell软件仿真结果 15

4  仿真结果与理论计算的对比 31

4。1  单层均匀结构强磁体磁感应强度理论计算与仿真结果比较 31

4。2  双层均匀结构强磁体磁感应强度理论计算与仿真结果比较 32

4。3  三层均匀结构强磁体磁感应强度理论计算与仿真结果比较 33

4。4  非对称不均匀结构强磁体理论计算与仿真结果比较 34

4。5  对称不均匀结构强磁体理论计算与仿真结果比较 35

5   相同激励下不同结构磁体的磁场对比分布研究 37

5。1  输入量相同时，层数不同的强磁体的磁感应强度的分布差异 37

5。2  绕组形状不同时磁感应强度的分布差异 39

5。3  异型绕组磁感应强度的分布差异 41

结  论 43

致  谢 45

参考文献 47

1  绪论 

本章对磁场的历史发展进程做了简要介绍，对强磁场在国内外的发展做出说明。同时，以次为基础概述了强磁场在现代的科研及其他的领域的应用及其作用。

长期以来，国内外科学界对聚能装药的发展研究主要集中于对新型结构药型罩的设计、新材料的应用、炸药性能的提高、起爆方式的选择以及对加工工艺的改进等方面。然而受到聚能装药本身特点以及上述各传统方法实施条件的限制，从而导致聚能装药在现有水平上难以继续提高其侵彻威力。磁耦合聚能装药技术的出现，打破了聚能装药毁伤能力增加的传统手段，为进一步提高聚能装药对装甲目标的毁伤提供了依据。聚能射流的稳定性是影响其侵彻能力的一项重要因素，外加强磁场可以影响进入其中的聚能射流微元的稳定性，增加在大炸高下聚能射流的侵彻威力；外加磁场对聚能射流颗粒的翻转有很好的抑制作用和修正作用[20]。不同磁感应强度分布的磁场对进入磁场内的聚能射流稳定性的影响差异很大。为了更好更有效的利用强磁体产生的磁场，需要对不同结构强磁体的磁场分布进行优化设计。根据聚能射流的定常侵彻理论可知，聚能射流的侵彻威力与其伸展长度成正比，因此，当代应用外加电磁场提高聚能装药威力的研究目的是使聚能射流拉伸更长，同时使断裂后的聚能射流颗粒同轴性趋于一致，增加其有效长度，已有实验研究表明，低频纵向强磁场能够增加聚能射流的拉伸稳定性，进而对聚能射流的侵彻能力有一定的增强效应。

1。1  强磁场的发展历史

人类对磁场的认识具有悠久的历史，早在我国的战国时期，我们的先祖就发明了指南针，开创了人类认识磁场、应用磁场的先河；进入到19世纪时，伴随着人类对电的认识和应用的高速发展，以及对电流的磁效应的认识，科学研究人员对磁场的发展进人到高速发展的时期。

人类指南针的发明，不仅是人类对磁现象认识和应用的开始，同时为人类的远洋航海和探索发现新大陆提供了必要的条件，对历史的进程发展起到了至关重要的作用。17世纪60年代左右，英国人William Gilbert提出地球本身是一个大磁体的观点，为电磁学的产生和发展创造了条件，是人类认识地球的基础，同时是人类研究地磁学的开始，在磁场研究历史上具有里程碑的意义。在19世纪前期，丹麦科学界Hans Christian Oersted发现电流可以使小磁针发生偏转，安培发现总作用力的方向与电流的方向的关系，使得人类对磁的认识进入快速发展的时期。在此之后，法国科学家毕奥和萨伐尔从长直载流导体产生的磁场的规律出发建立了关于电流和磁场定量关系的毕奥-萨伐尔定律(Biot-Savart Law)，揭示了电流对磁极作用力的普遍定量规律。从此之后，螺线管电磁体的快速发展拉开了序幕。首先，在水冷却技术的发展下，上个世纪初期年法国科学家Deslandres 和 Perot 提出了空心螺线管磁体的概念，并在之后应用水冷却技术，首次利用线圈，并在20mm的孔径中得到了磁感应强度为5T的磁场。20多年之后，美国科学家Francis Bitter通过轭形电磁铁在25mm的孔中成功得到了10T的磁场。1960年，世界上第一个强磁场实验室在美国的麻省理工学院正式成立。在1982年，牛津大学在50mm的线圈孔径中产生了25T的磁场，有别于之前的成功案例，此次牛津大学是利用一种新型结构的强磁体，这也是水冷却技术在磁体领域的一次巨大进步[1-3]。