管件长度对电磁成形线圈放电电流的影响

为研究电磁成形过程线圈放电电流的变化规律,在放电回路分析的基础上,采用试验分析与代数解析相结合的方法研究了管件长度对线圈放电电流的影响.试验结果表明:随着管件长度的增加,线圈放电电流的幅值和频率均增加.通过解析方法定性分析管件长度对线圈放电电流的影响,其结果与试验结果一致.管件长度不同时,放电回路的等效电感不同,管件长度与等效电感成反比.将管件和成形线圈等效为圆柱线圈可定性分析电磁成形系统的电感和互感.     

铝合金板料电磁成形工艺与理论的研究进展

将电磁成形与现有板料成形工艺相结合,能够有效拓宽电磁成形应用领域,可为汽车、航空、航天等高端装备中铝合金零件高性能精确成形带来新的突破.主要综述了电磁复合成形工艺、多物理场耦合数值模拟与本构建模、铝合金板料电磁成形性能与组织演变等3个方面的研究进展,并结合笔者的研究工作对电磁成形工艺与理论研究中存在的问题进行了简要分析...     

板料电磁成形磁场力分布研究

为研究平板电磁成形中板料上磁场力的分布规律,基于 Ansys 软件建立了 3 D 电磁场有限元模型,分析了在一定放电脉冲作用下,当板料的平面尺寸小于或等于线圈的几何尺寸时,板料上感应电流和磁场力的分布规律。 结果表明,板料的几何尺寸小于或等于对应线圈尺寸会影响板料上感应电流和磁场力的分布,其中圆形线圈对称放置影响最大,矩形线圈单边放置影响较小,匀压力线圈影响最小。     

管件电磁成形数值模拟方法及缩径变形分析

随着电磁成形工艺应用的发展,需要强有力的数值模拟方法来预测成形过程,并用来指导成形系统设计.归纳了现有的电磁成形模拟方法及各自的特点,讨论了模拟中存在的问题和面临的挑战.应用FEM软件ANSYS对铝合金管件电磁缩径成形进行了数值模拟,研究了管件均匀缩径变形规律.变形管坯轮廓验证了电磁缩径成形的模拟结果.     

板料成形中的有限元数值模拟技术

综述了板料成形中有限元数值模拟技术的发展及我国目前板料成形数值模拟技术的研究和应用水平.论述了美、日等发达国家在汽车覆盖件模拟方面取得的进展,指出了今后的研究方向.     

板料冲压成形CAD数字化分析基本理论

板料成形过程是涉及几何非线性、材料非线性和边界条件非线性等的多重非线性问题.介绍了板料冲压成形CAD数字化分析所涉及到的基本理论--非线性弹塑性材料的本构关系、板壳成形单元模型、接触问题、有限元方程及求解.     

电磁流量计励磁频率对测量的影响

电磁流量计具有高精度的特点。但是电磁流量计的励磁频率对液固两相介质的测量具有非常严重的影响,只有选择合适的励磁方式和励磁频率,仪表才能得到满意的测量结果。本文通过对电磁流量计的组成、测量原理、励磁方式进行分析,结合我公司生产的KF20型电磁流量计系统分析了励磁频率对测量精度的影响。     

放电时序对双向加载式管件电磁翻边的影响

目的 研究放电时序对翻边变形的影响规律,提高成形能力.方法 以双向加载式管件电磁翻边系统为研究对象,建立基于电路-磁场-固体力学耦合的仿真模型,针对放电时序的变化,详细分析驱动电流、电磁力和翻边变形受到的影响,揭示其作用机理.结果 与常用的同时放电相比,最佳的时序放电在保证脉冲时间一致性的同时,将径、轴向线圈电流峰值分别提高11.6％和降低12.4％,最终使径、轴向电磁力峰值分别提高18.8％和6.8％,翻边角度提升约30％,显著提升了系统的翻边能力.结论 控制放电系统开关时刻改变放电时序,可以使放电能量在线圈间发生转移,影响线圈中的驱动电流波形,从而提高电磁力大小并改善其径轴向分量的比例关系,显著增强电磁系统的成形能力.     

镁合金板料温冲压成形数值模拟技术

用板料成形的方法对变形镁合金进行加工可以制造更薄更轻的零件,符合轻质化的发展趋势.利用有限元数值模拟的方法可以对实际的冲压过程进行模拟,达到改进工艺与模具的目的.对于板料加热状态下的数值模拟,为了使结果准确,最重要的就是要建立正确的材料本构关系模型,这一材料模型需给出应变、应变率、应力与温度之间的关系.在经典的塑性成型计算中,材料模型包含两方面的内容:①初始屈服表面的确定,②流动法则和加工硬化模型的建立.总结了经典屈服模型和材料本构关系模型以及国内外学者在经典理论基础上建立起来的镁合金材料模型;探讨了板料成形有限元数值模拟技术以及目前常用的模拟软件;并在此基础上综述了镁合金冲压变形的热-机耦合的数值模拟的研究进展.     

带有弹性介质电磁成形落料的研究

本文在自行研制的电磁成形机上利用试验方法,研究了带有传力介质的电磁成形落料的传力介质厚度、凸棋直径,搭边值及凸模安装型式等,对电磁成形落料最小放电能量的影响。所得研究结果可供实际使用参考。     

管坯电磁成形时线圈受力的研究

成形线圈设计是电磁成形工艺的关键技术之一,为了有针对性地进行防破设计,提高线圈的使用寿命,采用数值模拟的方法研究了螺线管线圈和阶梯形线圈电磁胀形时的磁场,得到了成形瞬间的磁力线分布和线圈受到的磁压力分布.结果表明:线圈、工件的结构参数和相对安装位置对线圈的磁压力分布影响很大;将受力分布引入成形线圈设计,有效地提高了工艺实验中线圈的使用寿命.     

铝合金板材磁脉冲辅助U形弯曲过程回弹数值模拟分析

目的揭示铝合金板材磁脉冲辅助弯曲成形对回弹的影响机理。方法基于两种磁脉冲辅助成形方案,采用数值模拟软件LS-DYNA,建立磁脉冲辅助U形弯曲的有限元模型。结果与准静态成形相比,磁脉冲辅助U形弯曲成形能减小板料圆角区的残余应力,方案Ⅰ板料圆角区等效塑性应变大于方案Ⅱ板料圆角区的等效塑性应变;电磁体积力能有效减小回弹,且放电能量越大,回弹角越小;磁脉冲辅助U形弯曲成形能减小板料的弹性应变能。结论相同放电电压下,方案Ⅰ的回弹控制效果好于方案Ⅱ的回弹控制效果。磁脉冲辅助U形弯曲减小回弹的主要原因是板料圆角区残余应力的减小和弹性应变能的降低。     

电磁胀形磁场力的有限元分析

研究电磁胀形过程中工件受到的磁压力沿长度方向和厚度方向的分布是工件变形分析的基础。采用有限元方法对电磁胀形过程中作用工件上的磁场力进行了数值模拟。在磁场特性理论分析的基础上确立了模型的边界条件,得到了磁场力沿工件长度和厚度方向的分布规律。模拟结果与测量值基本吻和。     

热金属气压成型电磁感应加热有限元模拟

应用感应加热理论,利用麦克斯韦方程组和温度微分方程,建立了电磁场与温度场耦合的有限元数学模型,使用有限元分析软件ANSYS对热金属气压成型工艺中的电磁感应加热过程进行了模拟与分析。模拟结果表明:随着电磁感应线圈电流频率的提高,在相等的加热时间内,金属钢管的升温速度不断增加,且最终达到的温度也进一步升高。随着电磁感应线圈电流密度的增加,在相等的加热时间内、相同的电磁感应线圈电流频率下,金属钢管的升温速度不断增加,加热效率得到有效提高,且最终达到的温度也逐步升高。随着金属钢管与线圈的间隔增加,金属钢管内、外表面的温度均逐渐降低;外表面温度的降低趋势越来越平缓,而内表面温度的降低趋势则不断加剧。     

2219铝合金瓜瓣构件磁脉冲辅助冲压成形工艺研究

目的 为进一步提升2219铝合金火箭贮箱箱底瓜瓣构件的尺寸精度,进行了瓜瓣构件磁脉冲辅助冲压成形工艺的研究。方法 设计磁脉冲辅助冲压成形工艺方案,基于LS-DYNA R8.0有限元软件,建立了2219铝合金瓜瓣构件磁脉冲辅助冲压成形有限元模型,并通过实验进行了有效验证。通过数值仿真模拟分析了板料成形过程及其成形效果,阐明了瓜瓣构件磁脉冲辅助冲压成形的变形行为。结果 板料冲压成形后的等效应力显著集中于圆角过渡区域,应力分布不均导致贴模性较差。引入电磁成形后,板料在瞬时交变脉冲电磁力的作用下具有显著的应力震荡效应,等效应力经高速震荡后可得到有效释放,在放电电压为10 kV条件下,平均应力从71.1 MPa下降至30.4 MPa,降低了57.2%。板料的贴模间距曲线幅值更均匀,平均贴模间距从0.91 mm降低至0.52 mm,随放电电压的不断提高,瓜瓣构件的平均贴模间距不断减小。结论 磁脉冲辅助冲压成形可有效改善瓜瓣构件的贴模性,经过放电电压12 kV以上的电磁成形后,板料的平均贴模间距在0.5 mm以下,降低了45%以上。     

介质材料在电子辐射环境中的放电特性

航天器表面介质材料在空间等离子体环境下会产生放电现象,放电诱发的瞬态脉冲会对航天器在轨安全运行产生较大的影响。通过对不同厚度的聚酰亚胺和聚四氟乙烯材料进行电子辐照,对放电诱发的瞬态脉冲进行测量,结果表明：随着电子能量增加,材料的电荷累积速率加快,放电电流的峰值并不随着电子能量的增加而增大,而是一个近似不变的值;放电频率随着电子能量的增加而增大且呈现出正相关的特性;随着介质材料厚度略微增大,表面充电电位增大,累积的电荷量增多,放电峰值增大,放电频率变小。     

电磁铸造铝扁锭的电磁场数值模拟

为了优化电磁铸造工艺过程,采用互感耦合模型,对电磁铸造扁锭的电磁场进行了数值模拟计算,重点考察了屏蔽罩位置、电源频率等对磁场强度分布的影响．计算结果表明：有载条件下的半悬浮液柱,除弯月面外,整个液柱上下粗细均匀,可以保证电磁铸造过程不受液面波动的影响;电磁铸造过程的感应热的计算,与实际情况吻合较好,已成功应用于电磁铸造过程温度场的数值模拟．屏蔽罩的插入可以明显消弱液柱上方的磁场强度,抑制表面扰动,频率越高,屏蔽效果越好。