基于吸引式电磁力的金属管件电磁胀形设计与实现

发布时间：2021-04-29 18:22

　　电磁成形技术由于其变形速率极高,能有效增加材料的延展性,提升材料的成形极限,是解决铝、镁合金等轻量化材料在室温下难以成形的关键技术。对加快轻量化进程,减少温室气体排放、节约能源、保护环境具有重要的意义。电磁成形技术具有工装简便、加工效率高的优点,但却难以满足复杂零件的成形需求。究其原因,主要是传统的电磁成形技术以排斥式电磁力作用于工件,驱使工件以远离成形线圈的方式实现成形,电磁力的作用方式单一。这不仅严重限制了成形线圈的利用效率,还大大制约了线圈和模具的工装形式。特别是针对微小管件的成形,电磁成形难以满足需求。为此,本文以小尺寸管件为研究对象,提出了基于吸引式电磁力的微小管件电磁胀形方法,对吸引式电磁力的有效调控机制及其成形工件的可行性进行了研究与验证。首先,以传统排斥式的管件电磁胀形过程为基础,运用全耦合的数值模拟模型,详细分析了胀形过程中线圈电流、轴向磁场、工件感应涡流及其所受的电磁力之间的耦合关系。分析发现,即使在传统的排斥式电磁胀形过程中,也存在着极其短暂的吸引过程。只是受限于传统电磁胀形单一的放电电流模式,这一过程极其短暂且所产生的吸引力幅值过小不足以驱动材料发生变形。进一步... 

【文章来源】：三峡大学湖北省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
内容摘要
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引言
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 吸引式电磁力产生方法与实现方式
    2.1 电磁成形基本原理
    2.2 吸引式电磁力的产生方法
    2.3 吸引式电磁力的实现方式
    2.4 本章小结
3 吸引式电磁力成形数值模拟
    3.1 吸引式电磁力管件胀形仿真建模
    3.2 宽脉宽电源参数的影响
    3.3 窄脉宽电源参数的影响
    3.4 本章小结
4 吸引式电磁力成形系统设计与实现
    4.1 成形线圈的设计与绕制
    4.2 成形工装的设计与加工
    4.3 吸引力管件胀形实验研究
    4.4 吸引力管件胀形瞬态过程分析
    4.5 本章小结
5 全文总结及展望
    5.1 全文总结
    5.2 未来展望
参考文献
后记
附录 :攻读硕士学位期间发表的部分学术论著


【参考文献】：
期刊论文
[1]2219铝合金动态力学性能及其本构关系[J]. 张子群,姜兆亮,魏清月.  材料工程. 2017(10)
[2]预弯对铝合金管材内高压成形缺陷与尺寸精度的影响[J]. 蔡洋,王小松,苑世剑.  材料工程. 2017(09)
[3]薄板液压成形起皱预测及控制研究进展[J]. 陈一哲,刘伟,苑世剑.  机械工程学报. 2016(04)
[4]大型铝合金曲面零件电磁渐进成形线圈结构优化设计[J]. 汪志强,黄亮,李建军,王森博,刘贤龙.  塑性工程学报. 2015(06)
[5]1060铝合金动态力学性能的实验研究[J]. 高永国,王德辉.  工具技术. 2015(10)
[6]铝合金曲面板料回弹的电磁成形校正试验[J]. 胡建华,宁博文,蔡衡,黄荣刚,张达.  塑性工程学报. 2013(04)
[7]板料电磁成形磁场力分布研究[J]. 陈晓伟,王文平,万敏,潘龙,熊威人.  精密成形工程. 2013(02)
[8]板料电磁成形顺序耦合三维有限元仿真[J]. 马上官,詹梅,谭金强,张配配.  塑性工程学报. 2012(06)
[9]铝合金7050-T7451高温高应变率本构方程及修正[J]. 滑勇之,关立文,刘辛军,崔海龙.  材料工程. 2012(12)
[10]基于松散耦合法的电磁平板成形3D有限元仿真[J]. 崔晓辉,莫健华,王波,何文治.  机械工程学报. 2011(16)

博士论文
[1]电磁成形中感应电流及应变率对铝合金材料力学性能的影响研究[D]. 黄澜涛.华中科技大学 2014
[2]脉冲强磁场成形制造技术研究[D]. 邱立.华中科技大学 2012
[3]5052铝合金板材磁脉冲辅助冲压成形变形行为及机理研究[D]. 刘大海.哈尔滨工业大学 2010



本文编号：3167948