平板成形線圈連續(xù)放電過程熱負荷分析.pdf

1、近年來，電磁成形技術及其應用高速發(fā)展，而制約其廣泛應用的一大問題就是其有限且不可預測的線圈壽命。線圈放電過程中部分能量以焦耳熱的形式損失，這會不可避免地導致線圈的溫度急劇升高，并將對線圈中的絕緣材料的物理特性產生不利影響。因而，深入研究放電過程中平板線圈上熱負荷的大小及其分布情況，對于線圈的設計工作具有指導意義。此外，研究平板線圈連續(xù)放電過程中的溫度變化情況，有利于總結并制定合理的放電參數(shù)和放電策略，為推動電磁成形技術工業(yè)化應用提供相應

2、理論和實驗支撐。
　　本文使用COMSOL Multiphysics多物理場有限元仿真軟件建立了平板線圈脈沖放電過程中電磁場與溫度場的耦合有限元理論模型，分析了單次和多次放電條件下線圈的溫度變化特性，研究了趨膚效應對于線圈溫度的影響，詳細分析了連續(xù)放電條件下的溫度平衡現(xiàn)象及其原理，探討了連續(xù)放電工況下達到線圈熱平衡的條件。本文研制了一種線切割式平板線圈，并基于熒光光纖測溫技術搭建了一套適用于連續(xù)放電條件的線圈溫度實時測量系統(tǒng)，為實

3、驗探究不同條件下線圈的溫度特性及變化規(guī)律提供了平臺支撐。本文使用兩個銅線間距不同的平板線圈（銅線截面均為3x4mm，間距分別為2mm和4mm）分別進行多組不同實驗條件（放電電壓4kV放電間隔80s、放電電壓4kV放電間隔120s以及放電電壓4kV放電間隔80s且無續(xù)流回路）下的連續(xù)放電溫度變化測量實驗以及單次脈沖放電實驗，溫度實測數(shù)據(jù)與仿真結果表現(xiàn)出良好的一致性，從而驗證了仿真模型的可靠性。此外，本文還分析了導致實測數(shù)據(jù)與仿真結果存在差