本文關(guān)鍵詞：鋁合金與鋼管件電磁脈沖連接特性研究

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【摘要】：本文研究電磁脈沖成形技術(shù),將鋁合金管與鋼管連接在一起。通過研究采用電磁集磁器的電磁脈沖成形方法,提高管件連接成形所需要的能量與效率。為提高鋁材管件與鋼材管件的連接強度,研究內(nèi)管接頭結(jié)構(gòu)形式、內(nèi)管剛度、內(nèi)外管間間隙以及放電電壓對連接強度的的影響。研究集磁器結(jié)構(gòu)、能量參數(shù)即放電電壓以及內(nèi)外管間隙對連接接頭處均勻性的影響。研究中采用具有多物理場和非線性特性的有限元軟件ANSYS/LS-DYNA建立的3D模型,并采用松散耦合節(jié)點力法,分析管件電磁脈沖連接過程中外管的運動。通過集磁器結(jié)構(gòu)對成形性影響的有限元模擬分析和對無內(nèi)管的外管件進行縮頸自由成形過程分析,探索集磁器縫隙對成形性的影響,優(yōu)化集磁器縫隙尺寸。采用一種管件成形均勻性判據(jù)法,研究放電電壓、管間間隙、集磁器縫隙寬度等工藝參數(shù)對帶有內(nèi)管的外管件電磁脈沖連接頭處均勻性的影響。并優(yōu)化工藝參數(shù)。用有限元模擬與實驗結(jié)合的方法,研究放電電壓、內(nèi)外管間間隙以及內(nèi)管接頭結(jié)構(gòu)形式對連接強度的影響。結(jié)合連接管接頭處的均勻性效果,對平直接頭、斜接頭、倒斜接頭、單槽接頭和雙槽接頭的內(nèi)管結(jié)構(gòu)形式對成形影響進行研究。由整體均勻性判據(jù)η≤0.2分析得到最佳的內(nèi)外管管間隙,并在這幾種接頭形式中探尋較好的連接效果。通過對管件電磁脈沖成形中內(nèi)管剛度條件的平衡微分方程和塑性變形的微分方程,推導(dǎo)出內(nèi)管剛度條件即內(nèi)管臨界壁厚的一般表達式。并根據(jù)該表達式中的參數(shù),結(jié)合數(shù)值模擬分析,探索內(nèi)管壁厚對變形區(qū)域的影響、放電電壓對內(nèi)管界壁厚的影響。研究在給定的電磁脈沖成形系統(tǒng)參數(shù)和內(nèi)管外徑尺寸時,內(nèi)管的臨界壁厚與內(nèi)外管件碰撞速度的關(guān)系、內(nèi)外管間隙對內(nèi)管臨界壁厚的影響。
【關(guān)鍵詞】：電磁脈沖成形 管件連接 管件均勻性 連接強度 有限元模擬 內(nèi)管剛度
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG391
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 引言9-10
• 1.2 電磁脈沖成形技術(shù)10-15
• 1.3 管件電磁脈沖成形工藝的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 電磁脈沖成形數(shù)值模擬方法概述16-19
• 1.5 課題來源以及主要研究內(nèi)容19-21
• 2 管件電磁脈沖連接成形的有限元分析21-41
• 2.1 引言21
• 2.2 電磁場數(shù)值仿真分析的理論基礎(chǔ)21-25
• 2.3 電磁脈沖成形結(jié)構(gòu)場的理論基礎(chǔ)25-28
• 2.4 帶集磁器的3D有限元模型建立28-32
• 2.5 管件電磁脈沖連接的有限元模擬結(jié)果分析32-40
• 2.6 本章小結(jié)40-41
• 3 管件電磁脈沖連接成形的工藝研究41-54
• 3.1 引言41
• 3.2 模擬方法的實驗驗證41-44
• 3.3 電磁脈沖管件連接接頭處均勻性分析44-47
• 3.4 電磁脈沖管件連接接頭處連接強度分析47-49
• 3.5 不同的內(nèi)管接頭結(jié)構(gòu)形式對電磁脈沖管件連接的影響49-52
• 3.6 本章小結(jié)52-54
• 4 管件電磁脈沖連接成形的內(nèi)管剛度研究54-62
• 4.1 引言54
• 4.2 內(nèi)管剛度條件的理論分析54-57
• 4.3 內(nèi)管剛度條件的數(shù)值模擬分析57-61
• 4.4 本章總結(jié)61-62
• 5 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 全文總結(jié)62-63
• 5.2 研究展望63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻65-70
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表的論文70

【參考文獻】

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本文編號：863814