铝合金与钢管件电磁脉冲连接特性研究

发布时间：2017-09-16 15:15

  本文关键词：铝合金与钢管件电磁脉冲连接特性研究

  更多相关文章： 电磁脉冲成形 管件连接 管件均匀性 连接强度 有限元模拟 内管刚度

【摘要】：本文研究电磁脉冲成形技术,将铝合金管与钢管连接在一起。通过研究采用电磁集磁器的电磁脉冲成形方法,提高管件连接成形所需要的能量与效率。为提高铝材管件与钢材管件的连接强度,研究内管接头结构形式、内管刚度、内外管间间隙以及放电电压对连接强度的的影响。研究集磁器结构、能量参数即放电电压以及内外管间隙对连接接头处均匀性的影响。研究中采用具有多物理场和非线性特性的有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立的3D模型,并采用松散耦合节点力法,分析管件电磁脉冲连接过程中外管的运动。通过集磁器结构对成形性影响的有限元模拟分析和对无内管的外管件进行缩颈自由成形过程分析,探索集磁器缝隙对成形性的影响,优化集磁器缝隙尺寸。采用一种管件成形均匀性判据法,研究放电电压、管间间隙、集磁器缝隙宽度等工艺参数对带有内管的外管件电磁脉冲连接头处均匀性的影响。并优化工艺参数。用有限元模拟与实验结合的方法,研究放电电压、内外管间间隙以及内管接头结构形式对连接强度的影响。结合连接管接头处的均匀性效果,对平直接头、斜接头、倒斜接头、单槽接头和双槽接头的内管结构形式对成形影响进行研究。由整体均匀性判据η≤0.2分析得到最佳的内外管管间隙,并在这几种接头形式中探寻较好的连接效果。通过对管件电磁脉冲成形中内管刚度条件的平衡微分方程和塑性变形的微分方程,推导出内管刚度条件即内管临界壁厚的一般表达式。并根据该表达式中的参数,结合数值模拟分析,探索内管壁厚对变形区域的影响、放电电压对内管界壁厚的影响。研究在给定的电磁脉冲成形系统参数和内管外径尺寸时,内管的临界壁厚与内外管件碰撞速度的关系、内外管间隙对内管临界壁厚的影响。
【关键词】：电磁脉冲成形 管件连接 管件均匀性 连接强度 有限元模拟 内管刚度
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG391
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 引言9-10
• 1.2 电磁脉冲成形技术10-15
• 1.3 管件电磁脉冲成形工艺的研究现状15-16
• 1.4 电磁脉冲成形数值模拟方法概述16-19
• 1.5 课题来源以及主要研究内容19-21
• 2 管件电磁脉冲连接成形的有限元分析21-41
• 2.1 引言21
• 2.2 电磁场数值仿真分析的理论基础21-25
• 2.3 电磁脉冲成形结构场的理论基础25-28
• 2.4 带集磁器的3D有限元模型建立28-32
• 2.5 管件电磁脉冲连接的有限元模拟结果分析32-40
• 2.6 本章小结40-41
• 3 管件电磁脉冲连接成形的工艺研究41-54
• 3.1 引言41
• 3.2 模拟方法的实验验证41-44
• 3.3 电磁脉冲管件连接接头处均匀性分析44-47
• 3.4 电磁脉冲管件连接接头处连接强度分析47-49
• 3.5 不同的内管接头结构形式对电磁脉冲管件连接的影响49-52
• 3.6 本章小结52-54
• 4 管件电磁脉冲连接成形的内管刚度研究54-62
• 4.1 引言54
• 4.2 内管刚度条件的理论分析54-57
• 4.3 内管刚度条件的数值模拟分析57-61
• 4.4 本章总结61-62
• 5 总结与展望62-64
• 5.1 全文总结62-63
• 5.2 研究展望63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-70
• 附录 攻读硕士学位期间已发表的论文70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 于海平;李春峰;刘大海;梅险;;Tendency of homogeneous radial deformation during electromagnetic compression of aluminium tube[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2010年01期

2 于海平;李春峰;;基于冲击屈曲能量准则的磁脉冲缩径塑性失稳判据[J];塑性工程学报;2008年05期

3 ;SIMUUTION OF ELECTROMAGNETIC TUBE BULGING BASED ON LOOSE COUPLING METHOD[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2006年04期

4 于海平;李春峰;李忠;;基于FEM的电磁缩径耦合场数值模拟[J];机械工程学报;2006年07期

5 陈文峰,黄尚宇,孟正华,杨军,张波;电磁成形技术在铝合金成形中的应用前景[J];锻压装备与制造技术;2003年03期

6 李春峰,赵志衡,李建辉,李忠;电磁成形磁场力的研究[J];塑性工程学报;2001年02期

7 黄尚宇,常志华,王立峰,吴莉花,张猛,姜奎华,王仲仁;板坯电磁成形载荷计算方法及分布特性[J];中国有色金属学报;1998年03期

8 熊海芝;陈亦伟;宋福民;于连仲;;磁脉冲压力连接管件的研究[J];锻压技术;1994年06期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 李胜利;孙维连;葛素静;王会强;李端;彭婧;;均匀化退火时间对6061铝合金组织和性能的影响[A];全国材料科学中的数学应用研讨会论文集[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 徐志丹;3A21铝合金-20#钢管件磁脉冲焊接数值模拟与工艺试验[D];哈尔滨工业大学;2013年

2 刘大海;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];哈尔滨工业大学;2010年

3 初红艳;平板件电磁成形的质量保证技术的研究[D];北京工业大学;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 赵志学;基于集磁器线圈的3A21铝合金-20钢管磁脉冲连接研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

2 何文治;管件电磁缩径成形仿真分析及工艺参数设计[D];华中科技大学;2011年

3 黄霞;管件电磁成形变形分析及放电能量预测[D];哈尔滨工业大学;2006年

4 卢永进;管件电磁成形均匀性研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

5 孟正华;功能陶瓷低电压电磁压制实验研究[D];武汉理工大学;2004年

，

本文编号：863814