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.     

管坯电磁成形时线圈受力的研究

成形线圈设计是电磁成形工艺的关键技术之一,为了有针对性地进行防破设计,提高线圈的使用寿命,采用数值模拟的方法研究了螺线管线圈和阶梯形线圈电磁胀形时的磁场,得到了成形瞬间的磁力线分布和线圈受到的磁压力分布.结果表明:线圈、工件的结构参数和相对安装位置对线圈的磁压力分布影响很大;将受力分布引入成形线圈设计,有效地提高了工艺实验中线圈的使用寿命.     

电磁成形放电频率对板料变形的影响

目的研究电磁成形放电频率对板料变形的影响规律。方法以商用有限元软件ANSYS为平台,建立板料电磁成形有限元模型。通过数值模拟方法,研究不同厚度的1040铝合金板在不同放电频率下的变形过程,得到不同板厚对应的最优放电频率。对比板料自由胀形试验结果,验证数值模拟的可靠性。结果放电频率对线圈放电电流、板料内电流分布、磁场力分布以及变形影响较大,并且存在最优放电频率使得板料的变形量最大。结论最优相对放电频率随着板厚的增加而减小,其变化规律呈幂指数函数变化。     

四电极电磁流量计磁场分布特性数值模拟

文章开展了四电极电磁流量计磁场分布数值模拟研究工作.采用有限元分析方法计算了四电极电磁流量计磁场分布特性,考察了四电极电磁流量计权重函数分布.分析了仪器偏心、流体磁导率对磁场分布影响.为正确理解注聚井中四电极电磁流量计测量响应特性提供了理论分析基础,指出了采用有限元技术是分析电磁流量计测量特性的较好途径.     

磁场辅助电弧焊接旋转等离子体行为的数值模拟

目的 研究外加纵向磁场对倾斜电极TIG焊接的电弧温度分布、流动模式和工件所受热力作用的影响.方法 建立磁场-电弧复合焊接热、电、磁、流动的三维数学模型.通过数值模拟和高速摄像实验,揭示倾斜电极电弧在外加磁场作用下的流动、形貌及温度演化机制.结果 外加纵向磁场后,电弧流动速度明显增加,流动模式由沿电极方向喷射变为近似沿竖直方向旋转向下的流动模式;电弧对工件的热作用均匀性提高,热作用中心向电极正下方靠近,但在焊接横向方向上存在偏离;工件受到表面的电弧旋转拖拽力和内部的旋转洛伦兹力作用,最大洛伦兹力可达50000 N/m3.结论 基于所建立数学模型的模拟结果与实验电弧形貌吻合良好,结果表明,外加纵向磁场能够显著改变电弧的形态及流动模式,提高电弧热流密度的均匀性,并能够对熔池产生有效的搅拌作用.     

电磁成形技术的最新进展

电磁成形是目前应用最广泛的高能率成形方法之一.综述了成形磁场力的求解方法及解决电磁成形问题的3个主要方面内容,包括磁场、磁场力及变形,阐述了电磁成形工艺的成形方法及研究现状,列举了大量的国内、外工艺应用及研究成果,介绍了电磁成形工艺的最新应用--电磁校形、粉末压实,并展望了电磁成形技术的发展前景.     

静磁场在材料生产过程中的应用研究评述

在材料电磁过程研究中，静磁场尤其是强磁场材料科学是当今世界的研究热点。本文从静磁场作用下生成的洛仑兹力和磁化力两个角度系统地归纳总结了静磁场技术在材料生产领域的应用原理和实践。对静磁场下的洛仑兹力，主要介绍了流体流动、波动和对流控制、电磁振动及电磁超声波等方面的研究现状；对强磁场下的磁化力，主要介绍了其在相变、结晶配向、磁悬浮、磁对流等方面的研究进展。最后对强磁场材料科学的研究趋势和发展前景做了展望。     

板料电磁成形磁场力分布研究

为研究平板电磁成形中板料上磁场力的分布规律,基于 Ansys 软件建立了 3 D 电磁场有限元模型,分析了在一定放电脉冲作用下,当板料的平面尺寸小于或等于线圈的几何尺寸时,板料上感应电流和磁场力的分布规律。 结果表明,板料的几何尺寸小于或等于对应线圈尺寸会影响板料上感应电流和磁场力的分布,其中圆形线圈对称放置影响最大,矩形线圈单边放置影响较小,匀压力线圈影响最小。     

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。     

电磁微电机中平面微线圈磁场分布特性的研究

本文分析了电磁微电机中平面微线圈产生的空间磁场，把微线圈等效几何圆电流和矩形截面电流，导出了空间磁场的计算公式，接着通过四种算法的比较，建立了平面微线圈空间磁场快速准确的数值算法，最后分析了平面微线圈空间磁场的分布特性。     

Finite element analysis of single-particle impact in abrasive water jet machining

This contribution presents an explicit finite element analysis (FEA) of a single abrasive particle impact on stainless steel 1.4301 (AISI 304) in abrasive water jet (AWJ) machining. In the experimental verification, the shapes of craters on the workpiece material were observed and compared with FEA simulation results by means of crater sphericity. The influences of the impact angle and particle velocity were observed. Especially the impact angle emerged as a very suitable process parameter for experimental verification of FEA simulation, where crater sphericity was observed. Results of the FEA simulation are in good agreement with those obtained from the experimental verification. The presented work gives the basis for further FEA investigation of AWJ machining, where influences such as particles rotation and other process parameters will be observed.     

横向稳态磁场作用下微束等离子电弧数值分析

为分析外加横向稳态磁场作用下电弧特性与电弧对工件热、力输入的变化规律,本文建立了微束等离子电弧三维模型,将外加磁场简化为背景场添加至模型,使用有限元分析软件COMSOL进行求解计算.结果表明:外加横向稳态磁场作用下,喷嘴内部各项特性均未发生较大变化,喷嘴下方电弧等离子体在洛伦兹力的作用下向x负方向移动,电弧温度、等离子...     

Field-Circuit Hybrid Method for Magnetic Actuator Using a Laminate Composite

The magnetic actuator using a laminate composite of piezoelectric (PZT) and magnetostrictive materials (MM) achieves active control of magnetic force without Joule heat loss. To study its characteristics, the field-circuit hybrid method is proposed based on the equivalent magnetic circuit and the finite element analysis (FEA) of piezoelectric and magnetic fields. The strain of laminate composite under different voltage is obtained through the piezoelectric FEA. On the basis of magnetostrictive equation, the MM branch in the magnetic circuit of the actuator is transformed equivalently, the work point of the actuator is determined, and the corresponding FEA model of magnetic analysis is then set up. The relationships between magnetic force, gap, and voltage are discussed by the hybrid method, which can be expanded into the design and analysis of the magnetostrictive actuator and sensor to improve simulation efficiency and precision.      

18CrNi4A钢力-磁效应的ANSYS模拟

采用大型有限元分析软件ANSYS建立18CrNi4A试样及其周围空气层的有限元模型,对其进行地磁场中拉伸载衙下的力-磁效臆有限几模拟,得出试样应力分布网以及试样表面切向和法向漏磁场分布结果;磁场下应力集中对磁记忆信号的影响进行分析;最后,将模拟结果与实际试验结果进行比对,得出分析结果,为磁记忆检测技术的机理和试验的深入研究提供依据.     

室温磁致冷工质的选用原则及制备技术

本文对近年来在制冷界研究相当活跃的磁致冷工质 ,尤其是室温磁致冷工质———铁磁材料 ,在外加磁场中的热力学特性进行了分析、讨论 ,并在此基础上总结了选取室温磁致冷工质的理论依据和原则。本文介绍了室温磁致冷工质的制备方法 ,特别是系列工质复合法 ,并展望了今后的研究方向     

Mechanism of material removal in the magnetic abrasive process and the accuracy of machining

In this paper, we focus on the magnetic abrasive process as a sizing process and present a theory which explains the out-of-roundness error phenomenon based on force analysis of the material removal mechanism. The theory is independent of the size and material of the workpiece and the design of the magnetic abrasive machine tool. The theory results are verified experimentally. The limiting accuracy of the magnetic abrasive process, the machining time required to achieve specified accuracy of the workpiece, and the material removal rate are determined.     

永磁铁氧体烧结过程应力场有限元分析

利用有限元法对永磁铁氧体材料烧结过程的瞬态应力场进行了数值模拟分析,讨论了温度场变化对铁氧体磁瓦内部热应力的影响,得出磁瓦在烧结过程中的等效应力分布云图,结合分布图与热传导方程讨论了磁瓦烧结开裂问题中产生边裂和角裂的原因.同时分析了升温速率对应力场的影响,该分析结果反映了升温速率对磁瓦内部热应力最大值的影响规律.模拟结果为磁瓦烧结工艺制度的制定提供理论依据.