平板件电磁成形技术的研究进展

在简述了平板件电磁成形原理的基础上,从以下4个方面综述了此技术的国内外研究进展:成形线圈设计方面,列举了平板线圈,匀压力线圈,并列线圈以及工艺校形线圈的使用;磁场力计算方面,讲述了解析法和有限元法的应用;试验研究方面,阐述了电磁成形板材成形性能研究、电磁辅助成形研究的进展;数值模拟方面,叙述了各种数值模拟方法以及有限元软件的应用。最后,指出了平板件电磁成形技术推广过程中所需攻克的技术难题。     

基于松散耦合法的电磁管件胀形3D模拟

为了解决电磁管件胀形过程中磁场-结构场之间迭代耦合3D模拟的问题,采用ANSYS/EMAG得到不同时刻管件上的磁场力分布,并将节点力作为载荷输入到ANSYS/LS-DYNA进行管件动态塑性变形分析;然后将变形后的管件和空气网格输入到ANSYS/EMAG进行下一步的磁场分析。在管件变形过程中,对空气层网格采用任意拉格朗日算法,使空气网格能够随着管件的变形而有规则地变化,避免空气单元畸变。结果表明:管件外表面轴向中心点随时间位移值与实验结果基本一致;管件最终外表面轮廓与实验结果基本吻合;管件外表面轴向中心点位移与实验结果的误差为2.5%。     

椭圆线圈在平板电磁成形中的应用研究

电磁成形过程中工作线圈的形状及尺寸直接影响到工作的受力并对变形结果起关键性的作用。本文通过理论推导、数值计算得出应用椭圆线圈进行成形，工件所受的磁场力的分布规律，并用实验进行了验证；通过与圆形线圈成形工件的比较，得出椭圆线圈的适用情况。     

电磁平板自由胀形3D数值模拟(英文)

电磁成形是一种高速率成形方法,它能够有效提高金属板材的成形极限。但是电磁成形过程复杂,涉及到磁场?结构场之间的耦合分析。数值模拟提供一种手段去解决耦合问题。然而,大多数的数值模拟都限于2D。建立3D有限元模型去分析电磁平板胀形。成形过程中考虑了板料与底模的接触和板料变形对磁场的影响。板料中心节点和半径20mm处节点的位移随着时间的变化与实验结果一致。分析了塑性应变能和塑性应变。     

电磁成形时磁感应强度数学解析式的实验研究

电磁成形是一种先进制造技术,理论研究包括磁场力和冲击力作用下变形两部分,涉及到电磁学、塑性动力学等学科。本文以数字示波器为核心建立了电磁参数动态测试系统,采用曲线拟合的方法得到磁感应强度的数学解析式。公式表明,电磁成形时磁感应强度正弦震荡,幅值呈指数规律衰减。它的获得对于验证磁场力理论研究结果,以及进一步研究板材变形具有重要意义。     

管件电磁胀形极限的实验研究

电磁成形可明显提高铝合金的的成形性,因此在汽车工业中有广泛的应用前景。本文根据电磁胀形特点对管件电磁胀形的成形极限进行实验研究,建立了1060纯铝和3A21铝合金的电磁成形极限线,并且研究了尺寸对3A21铝环的极限成形性能的影响。     

匀压力线圈作用下板料的磁场力分布和变形规律

根据已失效匀压力线圈的结构参数,分析板料、线圈、外部通道的电流和磁场力分布.结果表明:基于模拟结果的电流方向与匀压力线圈的工作原理一致.提出匀压力线圈失效的原因.然后将板料上的磁场力作为边界条件输入显式分析软件ANSYS/LS-DYNA,分析板料的变形规律.     

电磁成形技术理论与应用的研究进展

电磁成形技术是一种新型的高能率金属塑性加工技术，具有较高的经济性和实用性。本文从磁场力、工件的变形两方面简明扼要的阐述了电磁成形理论研究现状；列举了大量的国内、外电磁成形的工艺应用及最新研究成果；并对其未来发展趋势进行了展望。     

电磁成形技术理论研究进展

介绍了国内外电磁成形理论研究概况及进展,总结了研究成果和特点,讨论了电磁成形中高速率变形条件下材料成形性提高的决定因素。对电磁成形理论研究的发展趋势进行了展望。     

电磁胀环数值模拟研究

电磁胀环足研究高速率成形变形规律的重要实验手段之一。圆环上的磁压力分布对变形模式及分布有重要影响,本文设计两种电磁胀环方案,用有限元方法模拟分析磁压力及变形分布。结果表明,自由电磁胀环下磁压力沿轴向和径向分布不均,导致变形分布不均匀;而改用在环件两端加同材质套管的胀形后,圆环上磁压力沿径向分布均匀,轴向很小可忽略,变形分布也趋于均匀,便于变形测量及理论分析,研究高速变形规律更为有效。     

线圈结构参数对电磁成形的影响

用电磁成形工艺成形工件,指导工艺试验一个重要的方面,就是磁压力的分布形式与待成形工件是否匹配。通过改变线圈的结构,可以控制磁压力的分布,进而控制毛坯的变形分布。文章采用松散耦合的方法对组合线圈(两个串连线圈)的电磁成形过程进行研究,分析了结构参数对电磁胀形的影响。给出不同条件下磁压力的时空分布,并对管坯电磁胀形过程进行分析。这对研究线圈结构对磁压力分布的影响,进而实现电磁无模成形具有重要意义。     

管坯长度对有模电磁成形的影响

应用ANSYS有限元软件模拟了有模电磁胀形过程中的电参数及磁压力。分析了有、无模具对管坯成形电学、力学参数的影响;分析了模具形状改变对成形磁压力的影响。模拟得到不同管坯长度时管坯端部、中部所受磁压力的变化趋势。通过成形工艺试验得出,随管坯长度减小成形性得到提高。工艺试验的变形结果与模拟得到的磁压力分布规律基本吻合。     

电磁成形中对不同宽厚比矩形件所受电磁压力的三维有限元模拟分析

在电磁约束成形中通过Aψ-A三维有限元法所得的磁感应强度、涡流密度和集肤层厚度分布,求得电磁压力的分布;对具有不同宽厚比的带圆角矩形截面样件所受的电磁压力进行了分析.发现宽厚比越大的样件,相邻两边电磁压力之差也越大.圆角形状产生的涡流流向变化也能明显改变样件表面电磁压力的分布,当圆角半径接近或小于集肤层厚度时,角部与直边连接处形成一个电磁压力衰减区,这种电磁压力分布规律极大地增加了大宽厚比小的圆角矩形样件截面的成形难度.     

Effect of tube size on electromagnetic tube bulging

The commercial finite code ANSYS was employed for the simulation of the electromagnetic tube bulging process. The finite element model and boundary conditions were thoroughly discussed. ANSYS/EMAG was used to model the time varying electromagnetic field in order to obtain the radial and axial magnetic pressure acting on the tube, The magnetic pressure was then used as boundary conditions to model the high velocity deformation of various length tube with ANSYS/LSDYNA. The time space distribution of magnetic pressure on various length tubes was presented. Effect of tube size on the distribution of radial magnetic pressure and axial magnetic pressure and high velocity deformafion were discussed. According to the radial magnetic pressure ratio of tube end to tube center and corresponding dimensionless length ratio of tube to coil, the free electromagnetic tube bulging was studied in classification. The calculated results show good agreements with practice.     

Effects of coil length on tube compression in electromagnetic forming

The effects of the length of solenoid coil on tube compression in electromagnetic forming were investigated either by theory analysis or through sequential coupling numerical simulation. The details of the electromagnetic and the mechanical models in the simulation were described. The results show that the amplitude of coil current waveform and the current frequency decrease with the increase of the coil length. And the peak value of magnetic pressure is inversely proportional to the coil length. The distribution of the magnetic force acting on the tube is inhomogeneous while the tube is longer than the coil. The shortened coil length causes the increases of the maximum deformation and energy efficiency. The numerically calculated result and the experimental one of the final tube profile are in good agreement.