管件电磁缩径中螺旋槽集磁器结构参数研究

发布时间：2023-04-01 00:35

　　管件电磁缩径是利用脉冲电磁力对金属管件进行加工的高能率成形技术之一,缩径工装由夹具、电感线圈和集磁器等组成,其中,集磁器是缩径工装中的核心部件,成形中起到延长线圈使用寿命和提高能量利用效率的作用,集磁器的结构参数对其成形性能有着极为重要的影响。相比于锥形集磁器和台阶式集磁器等传统结构,螺旋槽集磁器的能量利用效率更高,对应线圈的使用寿命也更长,深入研究螺旋槽集磁器结构参数对于进一步分析和优化管件缩径成形工艺具有重要意义。本文以电磁学原理和有限元理论为基础,利用了有限元分析软件对不同集磁器结构参数下铝合金管件的变形情况进行了仿真,分别分析了螺旋槽集磁器内外径比D/d、总高度H、内台肩高度h和电感线圈匝数N对铝合金管件缩径变形的影响,分析并对比了锥形集磁器、台阶式集磁器和螺旋槽集磁器的特点,确定了螺旋槽集磁器在金属管件缩径过程中的优越性。最后,以有限元仿真分析结果为依据,设计了螺旋槽集磁器的结构及相关配套工装,并对不同放电电压下对紫铜管件和铝合金管件进行缩径实验。实验结果表明,有限元仿真与实验获得的管件最大径向变形量和变形分布情况相差在合理范围内,说明了仿真过程的正确性和结果的可靠性。

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外相关研究进展
        1.2.1 电磁成形技术发展现状
        1.2.2 管件电磁缩径工艺研究现状
    1.3 本文主要研究思路
        1.3.1 选题意义
        1.3.2 主要研究内容
第2章 铝合金管件电磁缩径理论基础
    2.1 管件电磁缩径电磁场理论
        2.1.1 麦克斯韦方程组
        2.1.2 势函数微分方程
        2.1.3 势函数的边界条件和模型对称性
    2.2 管件电磁缩径变形理论
        2.2.1 屈服准则
        2.2.2 等向强化准则
        2.2.3 本构方程
    2.3 结构场瞬态动力学理论
        2.3.1 瞬态动力学分析
        2.3.2 NEWMARK时间积分法
    2.4 电磁场-结构场顺序耦合法
    2.5 本章小结
第3章 管件电磁缩径有限元分析
    3.1 引言
    3.2 作用于管件的电磁力分析
    3.3 电磁场分析
        3.3.1 仿真前处理与参数设置
        3.3.2 电磁场仿真后处理
    3.4 结构场分析
        3.4.1 结构场有限元模型建立
        3.4.2 结构场仿真后处理
    3.5 有限元仿真结果分析
        3.5.1 电感线圈匝数对成形性能的影响
        3.5.2 螺旋槽集磁器的内外径比对成形性能影响
        3.5.3 螺旋槽集磁器的总高度对成形性能影响
        3.5.4 螺旋槽集磁器的内台肩高度对成形性能影响
    3.6 不同结构集磁器对比分析
    3.7 本章小结
第4章 管件电磁缩径实验研究
    4.1 引言
    4.2 管件电磁缩径方案设计
    4.3 实验工装
    4.4 实验设备
    4.5 T2 紫铜管件电磁缩径实验结果分析
    4.6 铝合金管件电磁缩径实验结果分析
    4.7 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表(含录用)的学术论文



本文编号：3776103