小口径TC4焊接管件端口电磁校形研究

TC4焊接管件由于制造时管件端口夹持及材料自身应力的存在,往往造成管件端口圆度不满足要求,目前采用校圆的方法生产效率慢、自动化程度低并且精度不够。为此针对内径23mm,壁厚1mm的TC4焊接管件,采用电磁校形的方法进行管件端口校圆。应用Ansoft Maxwell有限元分析软件,对放电回路电流及电磁力大小、分布进行研究,将仿真结果与实验情况进行比较,结果表明:电磁校形可以明显改善TC4焊接管件的端口圆度;放电能量一定时,合理选择电容可以提高电磁成形效率;对TC4等低导电率材料的电磁校形,驱动片能够明显提高感应电流密度,并且驱动片厚度过大与过小都会影响电磁校形的效果;带铁芯的线圈虽本身消耗一定的能量,但可以显著提高磁场强度,改善管件端口电磁校形精度。     

TC4钛合金焊接管件端口电磁胀形校圆线圈的分析

校形线圈的结构参数是影响管件校形精度的重要因素,针对直径23mm,壁厚1mm的TC4钛合金焊接管件端口进行电磁校圆,通过改变线圈截面形状、层数以及线圈与管件的相对位置,采用数值模拟方法研究胀形时管件受到的电磁力和不同结构参数下校形线圈的电感和电阻,得到了成形瞬间的放电电流波形。将模拟结果与实际情况进行比较,结果表明:放电回路电感一定时,矩形线圈自身电阻较小,产生的电磁力较大;校形能量低时可以采用增加校形线圈层数来提高管件校形精度,过多增加校形线圈层数后校形精度提升不明显;合理选择校形深度可以改变电磁力的分布,提高管件端口圆度。     

大型钛合金筒形件电磁冲模校圆研究

钛合金筒形件由钛板滚弯焊接而成,由于钛合金室温成形性能较差、焊接困难且卸载后回弹较大,如何提升其成形精度一直是航空制造领域的难点问题。用电磁校形原理,针对直径为300 mm、高为600 mm、壁厚为2 mm的大型航空钛合金筒形件进行校圆实验研究,设计了一种电磁冲模校圆方法。采用有限元电磁分析软件Ansoft Maxwell对校圆过程进行数值模拟,研究了放电电流和磁场分布,并将采用电磁冲模校圆方法与采用常规电磁校圆方法所得的实验结果进行比较。研究表明,相同放电电压条件下,采用电磁冲模校圆方法较采用常规电磁校圆方法所得的工件圆度平均值降幅增加20%以上,保证工件成形均匀性的同时提高了设备能量利用率,为电磁成形技术在航空工业领域的应用提供了新思路,具有一定的理论意义和实际生产应用价值。     

TC4钛合金筒形件热校形工艺研究

应用弯曲理论和应力松弛理论推导了TC4筒形件的校形精度公式,通过对TC4钛板进行应力松弛实验,分析了温度、时间和初变形量对残余应力的影响,得出了零件校形的较优工艺参数为加热650℃,保温30min;进行了零件校形实验,分析了校形后的残余应力和显微组织。结果表明,采用该工艺参数校形后工件尺寸精度满足工程要求,残余应力0~10MPa。     

TC4钛合金筒形件热校形工艺研究

应用弯曲理论和应力松弛理论推导了TC4筒形件的校形精度公式,通过对TC4钛板进行应力松弛实验,分析了温度、时间和初变形量对残余应力的影响,得出了零件校形的较优工艺参数为加热650℃,保温30min;进行了零件校形实验,分析了校形后的残余应力和显微组织。结果表明,采用该工艺参数校形后工件尺寸精度满足工程要求,残余应力0～10MPa。     

铝合金管件电磁胀形中螺线管线圈的受力研究

针对管件电磁胀形中螺线管线圈的使用寿命短、易损坏的问题，运用ANSYS Maxwell对电磁胀形过程中螺线管线圈所受到轴向与径向电磁力进行有限元仿真。研究了螺线管线圈在高于被胀形管件的情况下，随着螺线管线圈内径的不同，其所受到的电磁力的大小与方向的变化情况。并通过有限元仿真与实验结果对比发现：在螺线管线圈高于管件的电磁胀形中，当螺线管线圈内半径r=11mm时其所受到的力主要来自于管件；当螺线管线圈内半径r=8.5mm时其所受到的力主要来自于自身产生的电磁力。同时螺线管线圈所受到的轴向力是导致其失效的主要原因。     

螺线管线圈内径对铝合金管件电磁胀形的影响

运用ANSYS中的3D Maxwell与Transient structural进行耦合计算,对电磁胀形过程中铝合金管件受到的电磁力、等效应力以及径向变形量进行了有限元模拟,研究了成形螺线管线圈与铝合金管件在相对高度不同的情况下,随着螺线管线圈内径的改变,铝合金管件受到的电磁力的大小与产生变形量的变化情况.通过ANSY...     

钛板零件的无（半）模热校形研究

钣金成形零件的热校形,通常都是采用偶合模（即上、下半模）的校形方式。本文基于金属热校形的机理,主要是高温下的应力松驰及材料的高温软化效应,对不同曲度的成形零件分别采用简单易行的无模或半模热校形的新方法。通过对ＴＣ４ 钛板零件进行热校形的实践表明：不同的钛板零件,分别采用相应的无（半）模热校形方式效果令人满意。此种方式可作为其它材料零件热校形方式的借鉴。     

低电压电磁铆接成形工艺的研究

研究了低电压电磁铆接贮能放电次数与铆钉头部形变量的关系;论述了增加放电次数并不能有效地增加铆钉头部形变量;通过合理地选择电容、电压等工艺参数,一次充放电可以达到铆接效果,精确控制铆接质量;论证了低电压电磁铆接适合对复合材料的连接;通过拉脱试验证明,低电压电磁铆接强度明显高于锤铆强度。     

小直径管件电磁缩径集磁器特性研究

小直径管件在缩径成形过程中由于其结构较小装夹困难,往往造成小直径管件缩径效果不明显,无法达到工作要求。目前小直径管件采用的缩径工艺生产效率和加工精度较低。为此采用电磁缩径方法对小直径管件进行缩径成形。利用Maxwell对半径4mm壁厚1mm长20mm的管件电磁缩径成形所用的集磁器进行了分析;研究了集磁器内外径之比和工作区域高度对管件成形效果的影响,模拟了不同直径比的集磁器内外表面电流密度对管件成形效果影响,最终得出缩径集磁器最佳工艺参数,将仿真结果与实验进行对比。研究表明:集磁器内外径之比为3.5时,管件成形效果最佳,同时,降低集磁器工作区域高度能够有效的提升管件缩径效果。研究成果对电磁缩径成形集磁器具有一定的指导意义。