管件电磁胀形过程中的材料变形性能问题与电磁力加载方案

管件电磁胀形因其在轻质合金加工领域具有明显优势而得到广泛研究。传统电磁胀形过程中,存在管件壁厚减小、轴向变形非均匀等问题,制约了这一技术的发展。提出采用径向电磁力与轴向电磁力双向加载的施力方式,构建轴向压缩式管件电磁冲胀形方法解决壁厚减薄问题;仿真数据显示,因为轴向压缩,管件壁厚减薄量由最初的15.05%降低至9.65%。进一步地,提出采用凹型线圈削弱管件中部电磁力以提高管件成形质量的方法;算例中,采用凹型线圈时最大变形区域为36mm,"凹型"分布的径向电磁力可有效改善管件轴向变形非均匀问题。显然,电磁力加载方案的改进能有效解决管件电磁胀形存在的问题,推动电磁成形技术工业化应用进程。     

基于双集磁器结构的管件电磁胀形研究

针对管件端部效应导致轴向变形不均匀,制约管件电磁胀形技术发展的问题,首次提出一种基于双集磁器结构的管件电磁胀形方法。首先通过采用双集磁器结构实现对管件电磁力分布的调控,然后建立管件电磁胀形电磁-结构二维轴对称模型,最后研究分析集磁器结构对电磁力分布和管件成形均匀性的影响。仿真结果表明,基于双集磁器结构的管件电磁胀形可为管件提供“凹型”分布的径向电磁力,与传统线圈相比采用双集磁器结构时所提供的算例能够显著增大管件胀形的均匀范围,从而有效解决管件轴向变形不均匀的问题。     

双管件电磁约束成形的电磁分布与均匀性变形研究

管件电磁胀形因其在轻质工领域具有成形极限高、回弹小等优点而得到广泛研究.然而传统电磁胀形过程中,存在轴向变形非均匀的问合金加题,制约了这一金属加工技术的发展.为此文中在驱动线圈和成形工件引入一约束管件来改善电磁力的分布特性,构建了基于双管件电磁约束成形方法.仿真结果表明,通过调节约束管的高度和电导率可以使成形工件取得比较高的轴向变形均匀度.此外,电磁力和成形速率的对比分析进一步表明采用基于双管件电磁约束成形方法时轴向均匀变形长度为36.3 mm,该值是传统电磁胀形方法下的2倍.显然,通过合理的引入一约束管件亦可以调节电磁力的分布规律,该研究为改善电磁力分布方式的创新提供了新的研究思路.     

电磁驱动线圈的力学特性及制作方法

为给线圈式电磁发射装置提供可耐高压的高强度电磁驱动线圈,对驱动线圈的实时电磁力、结构特性及制作方法进行了研究。首先采用ANSOFT软件对线圈绕组时变电磁力进行分析。结果表明,径向电磁力集中到线圈截面的中心右侧,轴向电磁力集中在线圈截面中心偏下部,线圈径向电磁力远大于轴向电磁力,因此litz线制作较带状线圈更适合制作高强度线圈。然后采用ANSYS软件对线圈的接触特性进行分析,结果表明,绕组受到径向电磁力往线圈外侧挤压,形变集中在绕组外侧;上下层绕组沿轴向方向向中间挤压;总电磁力的作用使线圈绕组向外部封装的中间处挤压。设计并制作了高强度驱动线圈,测试结果表明:该线圈满足耐高压、高强度的应用要求。研究结果可为高强度线圈的制备提供理论依据和指导。     

径向磁场与环向电流作用的电磁发射模式

常规线圈型电磁发射器的径向应力远大于轴向加速力,因此构建了径向磁场与环向电流作用的多极矩场电磁发射模式;介绍了多极矩场电磁发射器的系统设计,分析了弹射部分和多级加速部分电磁力的产生,基于抛体电流丝法建立了发射系统的机电方程;采用电磁场有限元与瞬态电路耦合法,仿真分析了单级8极矩场电磁发射的瞬态过程;搭建原理性缩比实验,验证了多极矩场电磁发射模式的可行性。     

驱动线圈绕制结构对线圈式电磁发射装置性能的影响

感应线圈发射装置的驱动线圈大多采用传统的均匀绕制结构,这可能导致发射效率偏低.为此采用改进的非均匀绕制结构,改变磁场梯度分布,使得最佳触发位置提前,磁场径向分量增大.基于Comsol有限元软件的电磁-结构耦合模型分析了单级感应线圈发射装置的动态工作过程,对比分析传统型线圈与改进型绕制结构驱动线圈的电磁场分布、轴向电磁力...     

新型换流变压器绕组电磁力的分析计算

为充分了解新型换流变压器的内部漏磁场分布和各绕组受力情况,基于边单元法建立了新型换流变压器的三维有限元模型,采用非线性求解,精确分析了变压器在稳态和短路条件下的三维漏磁场分布,并获得各绕组两种工况下的轴向和径向漏磁感应强度的分布情况;采用电磁力计算方法分析计算了新型换流变压器在稳态和短路条件下的各绕组的电磁力。该方法可完全避开传统电磁力计算方法的局限性,适用于同心式、交错式和矩形等多种绕组结构,可为变压器的绕组及垫块设计和制造、绕组承受短路的稳态、动态特性分析和绕组故障分析提供科学数据,具有一定的理论和工程应用价值。     

气体绝缘封闭开关设备用等径翻边壳体工艺技术研究及应用

针对气体绝缘封闭开关设备用等径翻边壳体翻边口尺寸实际处理结果与理论结果偏差较大的问题,本文选择典型的φ406mm等径翻边壳体,采用数值模拟技术,进行翻边模具设计,辅以“压扁-校形”工装,实现等径翻边壳体加工。通过研究表明,数值模拟结果与实际加工过程基本吻合,能够反映实际加工过程;翻边过程的应力、载荷变化等与实际结果接近;通过数值模拟技术设计的翻边模具经过加工验证,翻边口尺寸满足φ406mm的要求,成功实现了高压电器用翻边壳体的等径翻边目标;同时,壳体加工取消了后续人工校正工序,翻边口焊缝超声探伤一次合格率由70%提升至92%以上。     

220kV电力变压器短路动力学性能分析

电力变压器突发三相同时短路时,短路电流对变压器绕组动稳定性影响重大。笔者针对一台220 kV等级电力变压器,基于有限元电磁—结构耦合计算,运用动力学原理,研究短路电磁力作用下的低压绕组机械强度及变形过程。在电磁分析中,计算了各绕组的轴向和辐向电磁力,确定绕组中承受电磁力最大的线饼;在辐向应力应变分析中,以电磁力为激励,对选定绕组进行瞬态动力学计算,得出线圈的辐向动态应力及位移;在绕组轴向振动分析时,考虑线饼间绝缘垫块弹性模量,分析线饼轴向动态力和轴向位移。分析结果为变压器绕组短路强度校核提供参考依据。     

电流丝法在电磁成形线圈电流和工件电磁力计算中的应用

电磁成形系统中线圈放电电流和工件电磁力的精确求解对于探究工件的动态变形行为及优化电磁参数至关重要。目前有限元法被广泛用于计算上述两个参数,但在电磁场-结构场耦合计算的过程中,当工件存在大/复杂变形时易引起空气网格畸变,进而导致电磁计算精度低、收敛性差及计算耗时长等问题。为此,基于电流丝法研究电磁成形线圈电流和工件电磁力的求解方法,并以COMSOL有限元数值分析结果为基准对比分析传统型和改进型电流丝法的求解性能。研究表明,所提出的改进型电流丝法因对线圈各匝导线进行了细分而显著提升了等效电路模型中丝单元互感及互感梯度的计算精度,进而能更准确地反映趋肤效应下的线圈电流和工件电磁力分布特征。在此基础上,探究改进型电流丝法在不同放电频率、导线尺寸及工件形状等条件下的参数求解性能,进一步验证了所提方法在电磁成形系统中的有效性和适用性。     

Electromagnetic visualization

The author begins by discussing visualization in general terms before going on to discuss the visualization of computational electromagnetics and EM visualization theory. Frequency domain visualizations are considered in particular     

Electromagnetic compatibility

Electromagnetic compatibility (EMC) is achieved when a device functions satisfactorily in its electromagnetic environment without introducing intolerable disturbances. Electromagnetic interference (EMI) is the degradation in a device's performance due to these fields which make up the electromagnetic environment. Sources of EMI are identified, and the three common means used to control or suppress it, namely, grounding, shielding, and filtering are discussed. Other useful techniques for minimizing and controlling EMI are outlined     

Electromagnetic hydrodynamics

A broad survey has been conducted of electrohydrodynamic phenomena in which the electric field may be simply static or electrodynamic in nature. Recent developments of new materials have made it possible for relatively high electromagnetic fields to penetrate flow tubes and containers, thus emphasising the need for an electrodynamic approach to the subject. Some engineering problems are introduced in which electromagnetic hydrodynamics plays an important role. The review of the current state of the art is intended to supplement earlier ones and to broaden the scope of the topic to include two-phase flow and electrodynamic field effects     

电磁辐射污染与电磁环境监测

电磁辐射污染直接影响环境及人体健康。本文对电磁辐射污染的分类、危害及防护措施进行了论述,并指出了进行电磁环境监测的重要性。     

无刷电磁弹射器中电磁力的仿真计算

设计了一个基于无刷直流直线电机的电磁弹射器模型，采用二维场仿真方法计算了模型的电磁力静态特性曲线，分析了结构参数如气隙长度，磁钢厚度，铁磁材料特性等对电磁力特性的影响，该分析对模型的设计具有重要的指导意义。     

电磁式电压互感器的电磁场分析及优化设计

运用有限元分析软件ANSYS的电磁场分析功能对35kV电磁式电压互感器电磁场分布情况进行了分析和研究。根据有限元分析思想，建立了有限元分析模型，并对模型进行了计算、比较和精确的分析，通过分析所得的结果，应用ANSYS有限元分析中的优化设计技术，对电压互感器的电磁机构进行了优化，使得互感器内部磁场分布更合理，提高了产品的性能。     

架空送电线路的电磁环境及其污染影响

从工频电场、磁场、无线电干扰和可听噪声等方面论述了高压架空送电线路对环境的影响 ,并列举了有关限值 ,介绍了国内外有关研究动态     

Electromagnetic Metal Forming

An analysis of the process of tube expansion by electromagnetic forces has been suggested for an approximate evaluation of pressure, velocity, and radius. Reasonable agreement is obtained with experimental results.     

时变电磁场中电磁材料所受斥力和吸力的分析

电磁材料在时变电磁场中所受的电磁力可分为斥力分量和吸力分量,这两种力的分量可由洛仑兹力和开尔文力表达式导出。在正弦稳态场中,斥力分量和吸力分量均含有直流分量和交流分量,两个直流分量相互削弱;在理想情况下,两个分量完全抵消,电磁材料所受的平均合力为零。此现象可用于减小时变电磁场中电磁材料的受力与振动。通过理论分析和数值计算,比较了频率、材料磁导率和电导率对电磁物质所受吸力和斥力的影响;模拟计算了铁磁材料与良导体材料叠层板的受力,给出了一定频率下使平均合力为零的叠层板的厚度比例情况。     

电磁弹射装置中线圈受力与电流相位的关系

为提高发射效率和速度,分析了电磁弹射实验装置中电流相位的关系及决定电磁力性质的主要因素。通过改变放电电路参数及结构,获得了不同放电条件下的电流曲线,并计算出安培力的曲线,总结了影响电磁弹射实验装置中线圈相互作用力性质和作用时间、大小的主要因素,实验表明,在相同的放电条件下,振荡放电较非振荡放电磁场斥力小,作用时间短;振荡放电电路中匝数增加则电动力减少;非振荡放电电路中等效匝数变化对电动力影响不大。