管件電磁縮徑是利用脈沖電磁力對金屬管件進(jìn)行加工的高能率成形技術(shù)之一,縮徑工裝由夾具、電感線圈和集磁器等組成,其中,集磁器是縮徑工裝中的核心部件,成形中起到延長線圈使用壽命和提高能量利用效率的作用,集磁器的結(jié)構(gòu)參數(shù)對其成形性能有著極為重要的影響。相比于錐形集磁器和臺階式集磁器等傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),螺旋槽集磁器的能量利用效率更高,對應(yīng)線圈的使用壽命也更長,深入研究螺旋槽集磁器結(jié)構(gòu)參數(shù)對于進(jìn)一步分析和優(yōu)化管件縮徑成形工藝具有重要意義。本文以電磁學(xué)原理和有限元理論為基礎(chǔ),利用了有限元分析軟件對不同集磁器結(jié)構(gòu)參數(shù)下鋁合金管件的變形情況進(jìn)行了仿真,分別分析了螺旋槽集磁器內(nèi)外徑比D/d、總高度H、內(nèi)臺肩高度h和電感線圈匝數(shù)N對鋁合金管件縮徑變形的影響,分析并對比了錐形集磁器、臺階式集磁器和螺旋槽集磁器的特點,確定了螺旋槽集磁器在金屬管件縮徑過程中的優(yōu)越性。最后,以有限元仿真分析結(jié)果為依據(jù),設(shè)計了螺旋槽集磁器的結(jié)構(gòu)及相關(guān)配套工裝,并對不同放電電壓下對紫銅管件和鋁合金管件進(jìn)行縮徑實驗。實驗結(jié)果表明,有限元仿真與實驗獲得的管件最大徑向變形量和變形分布情況相差在合理范圍內(nèi),說明了仿真過程的正確性和結(jié)果的可靠性。

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號表
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展
        1.2.1 電磁成形技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 管件電磁縮徑工藝研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究思路
        1.3.1 選題意義
        1.3.2 主要研究內(nèi)容
第2章 鋁合金管件電磁縮徑理論基礎(chǔ)
    2.1 管件電磁縮徑電磁場理論
        2.1.1 麥克斯韋方程組
        2.1.2 勢函數(shù)微分方程
        2.1.3 勢函數(shù)的邊界條件和模型對稱性
    2.2 管件電磁縮徑變形理論
        2.2.1 屈服準(zhǔn)則
        2.2.2 等向強(qiáng)化準(zhǔn)則
        2.2.3 本構(gòu)方程
    2.3 結(jié)構(gòu)場瞬態(tài)動力學(xué)理論
        2.3.1 瞬態(tài)動力學(xué)分析
        2.3.2 NEWMARK時間積分法
    2.4 電磁場-結(jié)構(gòu)場順序耦合法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 管件電磁縮徑有限元分析
    3.1 引言
    3.2 作用于管件的電磁力分析
    3.3 電磁場分析
        3.3.1 仿真前處理與參數(shù)設(shè)置
        3.3.2 電磁場仿真后處理
    3.4 結(jié)構(gòu)場分析
        3.4.1 結(jié)構(gòu)場有限元模型建立
        3.4.2 結(jié)構(gòu)場仿真后處理
    3.5 有限元仿真結(jié)果分析
        3.5.1 電感線圈匝數(shù)對成形性能的影響
        3.5.2 螺旋槽集磁器的內(nèi)外徑比對成形性能影響
        3.5.3 螺旋槽集磁器的總高度對成形性能影響
        3.5.4 螺旋槽集磁器的內(nèi)臺肩高度對成形性能影響
    3.6 不同結(jié)構(gòu)集磁器對比分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 管件電磁縮徑實驗研究
    4.1 引言
    4.2 管件電磁縮徑方案設(shè)計
    4.3 實驗工裝
    4.4 實驗設(shè)備
    4.5 T2 紫銅管件電磁縮徑實驗結(jié)果分析
    4.6 鋁合金管件電磁縮徑實驗結(jié)果分析
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表(含錄用)的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3776103