电磁铆接各参数对线圈放电电流的影响

线圈放电电流是影响铆接质量的主要参数,而放电电流由众多参数所决定。利用通过有限元方法建立的电磁铆接电磁场耦合模型,系统地研究了各参数对线圈放电电流的影响。研究结果表明,放电电压、放电电容量、线圈匝数、系统电阻、驱动片材料、驱动片厚度和放电线圈与驱动片间隙对放电电流的幅值和周期均有较大的影响。通过线圈放电电流的分析,为电磁铆接成形参数的选择及工艺参数的设计奠定基础。     

塑料瓶的电磁成形封口研究

对塑料瓶的电磁成形封接工艺进行研究，通过对放电电压、电容、线圈位置等参数进行调节，得出了优化的封口工艺。试验结果表明：线圈位置，电压对封口效果影响较大。     

电磁铆接变形量对铆钉微观组织的影响

电磁铆接铆钉变形量是研究铆钉变形机理的有效方式。采用试验方法,从宏观与微观角度研究放电电压、放电电容值、铆接次数等参数对铆钉变形量的影响。结果表明,在放电电容值相同时,随着放电电压和铆接次数的增加,铆钉变形量增加;在相同放电能量下,随着放电电容值的增加,铆钉变形量增加;随着铆钉变形量的增加,材料沿径向流动增加,主剪切带内变形量加剧,主剪切带越来越明显;随着铆钉变形量增加,在剪切带内,晶粒被急剧拉长,且沿着剪切带方向排列,而在剪切带两侧晶粒变化不大。     

电磁铆接电磁场数值模拟

为了分析电磁铆接电磁场的变化规律,采用数值模拟方法,以ANSYS软件为平台建立了电压激励的电磁场耦合模型.通过电阻分流器测最线圈放电电流,验证建立耦合模型的正确性.研究结果表明:驱动片主要受轴向磁场力作用,沿驱动片径向分布不均匀,在驱动片半径一半附近轴向磁场力最大;磁场力沿驱动片厚度方向呈梯度分布.在线圈与驱动片之间,磁场主要沿径向分布,渗入驱动片的磁场呈衰减分布.     

爆破片电磁成形工艺的研究

对压力容器爆破片的电磁成形工艺进行了实验研究,讨论了充电电容、充电电压,坯料厚度和线圈与工件的距离对成形的影响,比较了应变分布规律,提出了用该形状零件作为薄板件电磁成形的标准工艺参数研究实验,可以用于研究薄板件电磁成形的各种电参数,材料参数,线圈参数和位置参数的变化规律。     

管件电磁成形电磁力分布特性分析

本文基于安培力定理建立了管件电磁成形时径向和轴向电磁力的计算公式 ,直观描述了线圈 -工件系统几何参数与电磁力幅值的对应关系 ,阐述了轴向电磁力对提高材料成形性能的作用 ,用数值方法分析了径向和轴向电磁力的分布特性。分析表明 ,细管较粗管成形困难 ,轴向电磁力在管端最大 ,忽略轴向电磁力会导致终态变形分析值小于实际值。     

大型铝合金曲面零件电磁渐进成形线圈结构优化设计

针对大型铝合金曲面零件电磁渐进成形工艺中板料不均匀变形的问题,基于ANSYS多物理场模块建立电磁场-结构场耦合模型,对成形过程进行数值模拟分析,研究电磁成形线圈结构参数对板料变形行为的影响,包括:线圈层数、线圈匝间距、线圈层间距、导线截面积和导线截面形状。研究表明,线圈层数增加,板料变形均匀性降低,而板料的变形量增大,多层线圈有利于提高线圈的强度和使用寿命;线圈匝间距与导线的宽度越接近,板料均匀变形效果越好;矩形导线截面的线圈相对圆形导线截面的线圈使板料变形更加均匀;线圈层间距和导线截面积对板料均匀变形影响不大,但是合理的结构参数可以提高线圈强度。提出了一种非等间距线圈结构,非等间距线圈产生的电磁场和电磁力是不均匀的,在板料半径1/3处受到的成形驱动力较大,而这种不均匀的变形力,进一步改善了电磁成形中板料的变形不均匀性,电磁成形平板线圈能与变形后的板料较好的贴合,使大型铝合金曲面零件电磁渐进成形能通过多次放电连续均匀塑性变形。通过实验验证了线圈结构优化设计的可靠性,实验结果与模拟结果基本一致,误差在12%以内。     

玻璃瓶的电磁成形封接工艺研究

对玻璃瓶的电磁成形封接工艺进行了研究,翻边过程的数值模拟和实验研究表明封接效果对线圈的位置敏感,数值模拟还表明：材料的翻边高速成形类似波的传输过程。对缩管的放电电压、电容等参数进行调节,得出了优化的封接工艺。     

大容量储能点焊机放电回路计算机辅助优化设计

在对大容量储能点焊机的RLC(由电阻、电感、电容组成的)放电回路简化的基础上,建立放电回路的数学模型,并通过计算机编程画出各种参数下的放电电流波形;研究了放电回路中电容、电感等参数对焊机放电形式、放电电流波形的峰值及放电时间的影响规律。     

双向加载式管件电磁翻边中的屈曲问题北大核心CSCD

与单线圈电磁翻边成形相比,双向加载式电磁翻边成形的电磁耦合更加复杂,导致系统的鲁棒性降低,易出现屈曲问题。为此,对屈曲现象形成的原因进行分析,发现轴向线圈在翻边区域产生的磁通的分布差异过大是形成屈曲的主要原因。采用优化轴向线圈结构参数的方法,建立仿真模型,设计探究方案,揭示轴向线圈结构参数对双向加载式电磁翻边成形的影响规律,而后根据仿真分析结果选择表现较佳的参数组合形成新方案。将原方案与新方案的双向加载式电磁翻边成形结果进行对比,结果表明:轴向线圈参数优化后的双向加载式电磁翻边方案在更宽的放电范围内保持成形效果良好,成形性能得到了改善,拥有更强的鲁棒性。     

电磁铆接技术

作为一种新型铆接工艺,电磁铆接为钛合金和复合材料结构连接及大直径铆钉和难成形材料铆钉成形提供了一种先进的连接技术.从低电压铆接设备的发展和理论研究两方面对电磁铆接技术进行了分析,可知低电压电磁铆接设备的发展趋势为轻量化和装配系统的自动化,数值模拟和材料绝热剪切的变形机理是电磁铆接技术理论研究的重点.指出建立合适的分析模型将为电磁铆接的理论研究奠定基础,确定加载速率范围是控制电磁铆接中绝热剪切变形的关键.     

基于PLC的电磁铆接设备控制系统

以可编程控制器（PLC）为主要控制元件,设计出电磁铆接设备的控制系统,介绍了控制系统的工作原理、设计思想、控制方式及系统的软硬件构成。该系统已在新研制的电压电磁铆接设备中得到应用。实践证明,控制系统使用方便、工作稳定,可以满足铆接工艺要求。     

电磁铆接技术研究概况及发展趋势

对电磁铆接技术的研究现状作了概述.从原理出发,对国内外电磁铆接设备、工艺及绝热剪切变形机理的研究进行了分析比较,指出电磁铆接设备将走低电压发展的道路,数值模拟将在今后的研究中发挥越来越重要的作用,最后对该领域的发展趋势提出自己的观点.     

飞机铆接结构的远场涡流传感器设计及试验研究

飞机的结构件在铆接时存在铆接误差与应力集中,且在疲劳载荷的作用下容易产生疲劳裂纹,影响飞机的飞行安全性。针对铆接结构的隐藏缺陷,现有技术难以检测,而远场涡流检测技术不受集肤效应的限制,对铆接结构缺陷的检测具有潜在优势。本研究对铆接结构的隐藏缺陷开展远场涡流检测试验研究,从远场涡流检测理论出发,研究激励/检测线圈距离、匝数与检测频率、灵敏度的关系,在此基础上优化远场涡流传感器的激励参数。结果表明:当激励线圈的匝数为1 000,可感生出较强的涡流场;由于检测线圈采用的是差分形式,当检测线圈距离为7 mm时,检测信号幅值最大,且根据幅值特性或相位特性任一个信号,可准确对缺陷进行定位。     

低电压电磁成形铆接关键问题的探讨

介绍了电磁铆接的优点，叙述了低电压电磁成形铆接的技术参数及手持电磁铆枪相关技术问题的解决。     

Pulsed electromagnetic attraction of sheet metals – Fundamentals and perspective applications

The paper is dedicated to the study of pulsed electromagnetic attraction processes which can deform ferromagnetic sheet metal materials such as low carbon steels using low frequency discharges. The analytical model based upon the solution of Maxwell equations explains that magnetic forces are prevailing over the Lorentz forces for low frequency discharges. For electromagnetic forming (EMF) processes employing ferromagnetic sheet metal blanks of low electrical conductivity with relatively slow electric discharges, the magnetic forces should be taken into account in order to achieve a correct representation of electromagnetic forces applied to the blank. An engineering estimate on the size of magneto-static forces and Lorentz-forces is the outcome of the analytical work. In addition to analytical work and validation of the proposed engineering estimate of attracting forces, a single turn coil is introduced which is more robust than previous designs with multiple frequencies and interrupted discharges. The simplified setup only requires a rather slow single frequency low voltage electric discharge which allows for using cheaper and longer life capacitors, substantially reduces the safety implications and also extends the life of the coil insulation.     

Electromagnetic incremental forming (EMIF): A novel aluminum alloy sheet and tube forming technology

Large parts cannot be shaped by conventional electromagnetic forming method due to the limitation of the strength of working coil and the capacity of capacitor bank. In this paper, based on the principle of single point incremental forming, a new method named electromagnetic incremental forming (EMIF) has been proposed. The method makes use of a small coil and small discharge energy to cause workpiece local deformation in a high speed. Finally, all local deformations accumulate into large parts. For the electromagnetic incremental sheet forming, the effect factors of processing parameters namely discharge voltage, vent hole, discharging times in a fixed position and the number of discharge region, on final sheet shape are investigated by using AA3003 aluminum alloy parts. In addition, two different simulation strategies are proposed to predict electromagnetic incremental sheet and tube forming process. For method 1: the technology like “birth–death element” is used to indirectly describe the movement of the coil and the morphing technology is used to make the air change with the workpiece deformation. For method 2: the coil can directly move to a special position and the remesh technology is used to consider the effect of the workpiece deformation and the movement of coil on magnetic analysis. It is found that method 1 cannot be used for electromagnetic incremental sheet forming process if overlap region exists in two adjacent discharge regions. However, method 1 can successfully predict electromagnetic incremental tube forming. And method 2 can be used for electromagnetic incremental sheet or tube forming. Both of the experimental and simulation results demonstrate that this new technology is feasible to produce large part.