铝合金板材电磁脉冲包边成形工艺的数值模拟

发布时间：2021-11-11 22:23

　　为了探讨基于电磁脉冲成形（EMF）的铝合金包边工艺的可行性,通过数值模拟研究了在不同的翻边长度、磁脉冲放电电压、线圈与板材之间距离的条件下,6014-T4铝合金板材的电磁力分布、磁感应强度以及弯曲变形规律。最后,通过实验对数值模拟结果的准确性进行了验证。实验结果表明:翻边长度越大、磁脉冲放电电压越大、线圈与板材之间的距离越短,铝板获得的磁脉冲驱动力越大,铝板弯曲变形程度越大;当磁脉冲放电电压低于2. 0 k V时,铝板预包边角度不足,而当磁脉冲放电电压过高时,铝板与预包边凸模碰撞而引起回弹,说明电磁脉冲放电能量必须与预包边凸模角度相匹配。 

【文章来源】：锻压技术. 2020,45(08)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

电磁脉冲成形系统的原理图

目前，电磁脉冲成形的有限元分析主要包括两个部分:放电过程中的电磁场分析和电磁力作用下工件的变形过程分析。在本文中，使用Maxwell和LS-DYNA软件来研究放电回路中电流、线圈周围的电磁场以及板材表面电磁力的分布规律。放电电路是使用Maxwell电路外编辑器来实现。等效外载放电回路如图2所示，将电容器作为激励源，研究系统中的放电电流，回路中参数包括:电阻R、电感L和电容C，还可以根据预设电压需求，进行参数的更改，具体参数如表1所示。1.2.2 结构场

在变形模拟中，将Maxwell获得的电磁力导入结构场模型中。为了提高数值模拟的效率，同时考虑到工件的变形，将线圈设定为刚性体、将板材设定为变形体。在模型中，将电流载荷作为激励施加到线圈上。Jimbert P等[10]在电磁脉冲成形中发现，变形过程主要发生在放电瞬态电流的前半个周期中。因此，在仿真中，主要研究电磁力在第1个峰值期间的作用效果。模拟线圈如图3所示，三维模型(线圈和板材)由SolidWorks软件设计完成，并导入到Ansys Workbench模块中，如图4所示。图4 线圈和板材的三维造型

【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金薄壁柱壳电磁胀形塑性失稳实验研究[J]. 傅爱杰,付应乾,罗震宇,董新龙.  塑性工程学报. 2018(01)
[2]浅谈汽车覆盖件包边型式[J]. 梁福金.  装备制造技术. 2016(12)
[3]轻量化多材料汽车车身连接技术进展[J]. 李永兵,马运五,楼铭,雷海洋,林忠钦.  机械工程学报. 2016(24)
[4]汽车车身包边工艺及表面质量分析[J]. 聂辉,王娜.  模具制造. 2013(08)



本文编号：3489642