平板電磁成形線(xiàn)圈溫度特性及優(yōu)化研究.pdf

1、電磁成形是一種高速率成形方法，這種技術(shù)通過(guò)強(qiáng)大的脈沖電磁力來(lái)改變金屬材料形狀，能大幅提高金屬成形極限，減少材料起皺、破裂以及回彈等問(wèn)題。與傳統(tǒng)加工工藝相比，電磁成形技術(shù)具有一些無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，為解決高性能鋁合金成形問(wèn)題提供了另一種有效手段，具有非常廣闊的發(fā)展前景。
　　成形線(xiàn)圈是電磁成形系統(tǒng)脈沖電磁力的載體，目前電磁成形遇到的瓶頸之一就是成形線(xiàn)圈成形能力不足，主要表現(xiàn)在成形力場(chǎng)小、線(xiàn)圈壽命不足等方面，嚴(yán)重制約了電磁成形技術(shù)的發(fā)展。

2、線(xiàn)圈發(fā)熱是導(dǎo)致成形線(xiàn)圈材料老化或燒毀、絕緣破壞，縮短線(xiàn)圈壽命的主要因素之一。如果能有效改善線(xiàn)圈的發(fā)熱，提高線(xiàn)圈熱力學(xué)強(qiáng)度，將極大的延長(zhǎng)線(xiàn)圈的使用壽命，提高成形線(xiàn)圈綜合性能，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)這一問(wèn)題，本文擬開(kāi)展電磁成形線(xiàn)圈溫度特性分布研究，并探索線(xiàn)圈溫度優(yōu)化方案，力圖極大的改善線(xiàn)圈發(fā)熱問(wèn)題，提高線(xiàn)圈壽命，進(jìn)而為突破現(xiàn)有電磁成形線(xiàn)圈技術(shù)瓶頸提供方向之一。具體內(nèi)容可分為：
　　首先，仿真模擬方面，在充分考慮線(xiàn)圈趨膚效應(yīng)、工件

3、變形和速度以及線(xiàn)圈溫度對(duì)成形過(guò)程影響的基礎(chǔ)上，建立了基于COMSOL Multiphysics的涉及電路、磁場(chǎng)、結(jié)構(gòu)場(chǎng)、溫度場(chǎng)等多場(chǎng)耦合的完整有限元仿真模型。
　　其次，線(xiàn)圈發(fā)熱機(jī)理方面，首先對(duì)線(xiàn)圈焦耳熱的產(chǎn)生進(jìn)行了理論闡述，并探討了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中相關(guān)放電條件和電路參數(shù)對(duì)線(xiàn)圈焦耳熱的影響，接著對(duì)線(xiàn)圈在放電過(guò)程中和放電后溫度分布規(guī)律做出表述。最后介紹了平板成形線(xiàn)圈的設(shè)計(jì)及繞制。
　　進(jìn)而，從減少線(xiàn)圈焦耳熱產(chǎn)生方面提出優(yōu)化方案。通過(guò)