电磁胀形磁场力的有限元分析

研究电磁胀形过程中工件受到的磁压力沿长度方向和厚度方向的分布是工件变形分析的基础。采用有限元方法对电磁胀形过程中作用工件上的磁场力进行了数值模拟。在磁场特性理论分析的基础上确立了模型的边界条件，得到了磁场力沿工件长度和厚度方向的分布规律。模拟结果与测量值基本吻和。     

电磁胀形管坯所受磁压力的瞬态分布

管坯所受磁压力的准确求解是电磁成形变形分析,优化成形系统工艺参数的基础.通过ANSYS/EMAG软件,用远场单元来说明磁场在远场区间的耗散问题,对电磁胀形时作用在管坯上的磁压力进行准确计算.在线圈长度一定的条件下,讨论了管坯尺寸对磁压力瞬态分布和磁场扩散的影响,并根据管坯端部径向磁压力和中部径向磁压力的比值,提出以磁压力分布不均匀系数来反映磁场不均匀分布的程度.计算结果表明:当管坯和线圈的相对长度大于1时,管坯上与线圈等高处承受轴向拉应力,磁场扩散现象不严重;当相对长度小于0.92时,管坯端部承受轴向压应力,磁场扩散现象严重,相对长度0.92时为电磁胀形均匀成形的条件.     

大口径铝合金波纹管电磁胀形数值模拟

目的研究大口径铝合金波纹管电磁成形过程及工艺参数对成形效果的影响规律。方法针对波纹管现有制造工艺——压弯和焊接复合成形存在压痕严重、焊缝多和可靠性不高等问题,提出采用电磁成形波纹管的方法,并基于ANSYS建立了波纹管电磁胀形的三维有限元分析模型。结果揭示了波纹管电磁胀形过程中的应力应变分布规律,发现波纹区域和过渡圆角区域是应力和应变集中区。采用单因素实验方法,获得了放电电压和线圈匝数对成形质量的影响规律。结论在波纹管电磁胀形过程中,波纹区域的应力和应变均呈圆环带状分布,波纹管的壁厚在波纹的波峰处达到最小,最大减薄率为10.67%。放电电压和线圈匝数都存在一个最佳值。放电电压过小时,成形不足,放电电压过大时,工件高速碰撞模具,引起较大反弹,导致最终贴模性较差;线圈匝数也对成形质量有一定的影响,在本次模拟实验中,11匝线圈作用下的工件贴模性最佳。     

连接管件的先进塑性成形技术试验研究

介绍了3种先进的连接管件成形技术,即小弯曲半径管内压推弯成形技术、球形管接头的胀形成形技术和管件的内径滚压成形技术,对其基本成形过程进行了描述,并通过铝合金、不锈钢和钛合金管件的成形试验获得了主要工艺参数对成形的影响规律,结果表明采用这些方法成形所需的连接管件是非常有效的.     

基于磁场变换器的双向加载式管件电磁翻边成形效果研究

目的 针对传统管件电磁翻边时,仅采用径向电磁力加载,翻边效果不够理想的问题,提出基于磁场变换器的双向加载式管件电磁翻边技术.方法 使用COMSOL软件构造二维轴对称分析模型,分析线圈参数的改变对径向、轴向电磁力和管件翻边效果的影响.在此基础上,进一步在电磁力、变形速率、管件变形轮廓3个方面将新型加载方式与传统管件电磁翻...     

水中爆炸加载金属套管胀形的研究

本文运用爆炸动力学对水中爆炸加载金属套管胀形进行了力学分析，得出了井上与井下的药量关系。具有一定的实用价值。     

带壁厚偏差管坯液压胀形加载路径的研究

建立了带壁厚偏差管坯液压胀形的力学模型,揭示了不同轴向应力状态下壁厚偏差对管坯成形的影响规律,给出了带壁厚偏差管坯液压胀形加载路径设计的标准.针对某重型卡车桥壳预成形管坯的液压胀形工艺,进行了3种不同壁厚偏差管坯在不同典型加载路径下的有限元模拟,结果表明:内压升高至最大保持恒定,管坯薄壁侧均在合模前发生开裂且薄壁侧与厚...     

管件长度对电磁成形线圈放电电流的影响

为研究电磁成形过程线圈放电电流的变化规律,在放电回路分析的基础上,采用试验分析与代数解析相结合的方法研究了管件长度对线圈放电电流的影响.试验结果表明:随着管件长度的增加,线圈放电电流的幅值和频率均增加.通过解析方法定性分析管件长度对线圈放电电流的影响,其结果与试验结果一致.管件长度不同时,放电回路的等效电感不同,管件长度与等效电感成反比.将管件和成形线圈等效为圆柱线圈可定性分析电磁成形系统的电感和互感.     

液压胀形中薄板极限胀形高度H_L与力学性能间的相关性研究

应用数理统计中“后向消去法”建立了 9种板料极限胀形高度 HL 与力学性能间的相关性数学模型。指出 σs( σs/σb) ,δu( δ)和 HV对极限胀形高度 HL 影响显著 ,而 ΔR对其基本无影响 ;降低 σs( σs/σb)和 HV,提高 δu( δ)可提高极限胀形高度 HL。实验证实 ,所建立的相关性数学模型具有一定的实用价值。     

AZ31 镁合金板材气体胀形的模拟及成形极限的预测

建立了300℃下AZ31镁合金板材气体胀形实验方法的有限元模型,并对板材胀形过程进行了仿真分析。基于板材应变历史分析,以二阶主应变转折点作为判别准则,预测了板材成形极限应变。通过模拟结果与实验结果的对比,分析解释了不同尺寸试样的变形情况。     

20G钢管的电磁校形

采用线圈轴向磁场力对压扁量为11mm的20G钢管进行了电磁校形,并以变形量为评价指标,研究了放电电压、放电次数和线圈电感对钢管校形精度的影响。结果表明：虽然线圈电感和放电次数对校形精度有一定的影响,但放电电压是影响校形精度的决定因素;试验还从各种参数对校形的影响关系得到了较优化的工艺参数,以达到提高校形效果的目的。     

爆炸胀形在热交换管板胀管中的应用研究

假设热交换管为薄壁圆筒,通过理论分析,计算了热交换管板爆炸胀形所需炸药量.并选择导爆索作为实验用药,对热交换管板爆炸胀形工艺进行了实验研究.研究结果表明,在不采用任何措施的情况下,仅靠炸药的爆炸作用,经过多次爆炸,也很难实现热交换管与管板的牢固结合.但经过在管板内壁刻槽,仅需要2次爆炸胀形后,热交换管即可与管板达到紧密结合.     

Optimum Location of Tube Blank in Electromagnetic Bulging

Using analytical method, this paper gets 'the mutual inductance between coil and workpiece in tube blank electromagnetic bulging. According to this, we obtain the optimum locations of tube blank with different length of coil and workpiece. There is a good agreement between results calculated and the experimental data.     

燃料气换热器管束鼓包开裂分析

某燃料气换热器在运行过程中发现其换热管束出现多处鼓包开裂现象,为查明鼓包开裂原因,对换热管束进行了宏观和微观检验、化学成分分析、金相检验和扫描电镜分析。结果表明:换热管内存在压力波动、换热管壁厚不均匀、壳程介质H2S含量较高以及换热管材料中存在,夹杂物都是导致其鼓包开裂的原因;换热管壁厚较薄处容易形成应力集中,使该处硫化氢腐蚀严重,壁厚进一步减薄,当壁厚减薄达到一定值时,在管内压力波动作用下形成鼓包,随着腐蚀的加剧和压力波动的继续作用,最终导致换热管于鼓包处产生裂纹,进而发生泄漏。     

灶具包装设计及鼓包问题研究

目的设计一款缓冲包装,以解决在实际物流过程中出现的灶具包装鼓包问题。方法采用发泡聚苯乙烯(EPS)与天地盖纸箱相结合的方案对灶具包装进行优化设计;在AnsysWorkbench有限元软件中建立灶具、缓冲衬垫和瓦楞纸箱的有限元模型,通过有限元软件模拟灶具在运输、堆码过程中受压时纸箱的变形情况,并与试验结果进行对比;分析包装的缓冲效果,验证包装方案对产品鼓包的改善情况。结果在压板上施加11 kN压力后,旧方案纸箱整体最大变形量为19.78 mm,在z轴方向,纸箱最大变形量为3.79 mm,在x轴方向,纸箱最大变形量为2.57 mm。新方案纸箱整体最大变形量为9.17 mm,z方向最大变形量为0.50 mm,在x轴方向,纸箱最大变形量为0.32 mm,可见改善明显。玻璃面板、承液盘、底盘等易损部件的实际应力均小于许用应力,且新方案各部件的实际应力低于旧方案,与试验结果相符。结论新包装能够满足灶具在实际流通过程中的缓冲要求,并能有效改善产品鼓包情况。     

5A06管材力学性能测试及其缩口成形性的有限元分析

目的研究直径Φ20 mm、壁厚2 mm的5A06铝合金管在单向拉伸试验下的表现以及其在外支承球形缩口成形中的变形特点。方法利用管材准静态单向拉伸试验测试其力学性能,获得真实应力-应变曲线,再结合有限元软件ABAQUS分析管缩口成形的应力应变特征。结果 5A06管在拉伸中表现出良好的应变硬化能力,并呈明显的锯齿波动屈服特性。模拟结果显示缩口中的管坯整体处于周向、轴向压应力状态;主变形区内,轴向应变从缩口口边的拉应变逐渐变为主变形区向直壁过渡区域的压应变;除主变形区外,直壁部分的壁厚也有所增加。Φ20 mm×2 mm的5A06管在模拟中的极限缩口系数约为0.410。结论Φ20 mm×2 mm的5A06管在外支承球形缩口中的模拟成形极限较高,有限元分析作为缩口成形模具和工艺设计的前一步工作,其结果有一定的参考价值。     

放电时序对双向加载式管件电磁翻边的影响

目的 研究放电时序对翻边变形的影响规律,提高成形能力.方法 以双向加载式管件电磁翻边系统为研究对象,建立基于电路-磁场-固体力学耦合的仿真模型,针对放电时序的变化,详细分析驱动电流、电磁力和翻边变形受到的影响,揭示其作用机理.结果 与常用的同时放电相比,最佳的时序放电在保证脉冲时间一致性的同时,将径、轴向线圈电流峰值分别提高11.6％和降低12.4％,最终使径、轴向电磁力峰值分别提高18.8％和6.8％,翻边角度提升约30％,显著提升了系统的翻边能力.结论 控制放电系统开关时刻改变放电时序,可以使放电能量在线圈间发生转移,影响线圈中的驱动电流波形,从而提高电磁力大小并改善其径轴向分量的比例关系,显著增强电磁系统的成形能力.     

电磁驱动力对金属铸坯凝固的影响

利用低熔点Sn 3.5wt%Pb合金模拟钢的凝固末端电磁搅拌的实验条件,研究了电磁驱动力对铸坯凝固进程的影响。研究表明：在电磁驱动力作用下,半固态区存在一个边界层,边界层表征电磁驱动力作用的极限区域,边界层以内熔体的流速随着搅拌器线圈电流的增大而增大,电磁场对边界层以外的熔体影响不大;电磁搅拌驱动力使固－液界面或边界层向外推移,铸坯凝固坯壳变薄;电磁搅拌力对半固态的金属熔体具有熔蚀、冲刷作用,阻碍柱状晶生长,使凝固壳生长均匀,且内表面光滑无突起。