機(jī)械設(shè)計(jì)與制造：鋁合金管件電磁脹形中螺線管線圈的受力研究
2023-11-08【作 者】聶鵬;陳天緣;陶金
【引 言】
近些年，隨著制造業(yè)結(jié)構(gòu)輕量化的發(fā)展，鋁、鎂合金等低密度材料在航空航天、汽車等工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用日益增加[1-2]。但是鋁、鎂合金等輕質(zhì)合金材料成形性能低，在常溫條件下塑性能力差，因此在很大程度上限制了其應(yīng)用范圍。電磁成形技術(shù)便是解決上述問題的有效途徑之一。與常規(guī)的成形加工工藝相比,電磁成形具有的成形速度快、成形效率高、回彈小等特點(diǎn)[3]。電磁成形作為一種新型材料的加工成形工藝，深受世界各大工業(yè)強(qiáng)國的高度重視,現(xiàn)已在機(jī)械制造、電力電子、航空航天以及精密儀器制造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[4]。
這里把管件電磁脹形中的螺線管線圈作為主要研究對象，運(yùn)用有限元仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，對匝數(shù)為10(高于鋁合金管件)內(nèi)半徑分別為r=11mm及r=8.5mm的螺線管線圈進(jìn)行鋁合金管件的電磁脹形實(shí)驗(yàn)，分析螺線管線圈在不同固定方式下所受到的力的大小及方向變化，實(shí)現(xiàn)對管件電磁脹形中螺線管線圈使用方式的改進(jìn)與使用壽命的提高。
【結(jié) 論】
(1)在管件電磁脹形中螺線管線圈不僅受到來自自身電磁力的作用，同時還受到管件對它的作用。對于高于管件的螺線管線圈來說,當(dāng)螺線管線圈內(nèi)半徑r=l lmm時，無論匝間距是0.33mm還是2mm,線圈損壞的原因主要來管件端口處沿軸向向外的反作用力;當(dāng)螺線管線圈內(nèi)半徑r=8.5mm,匝間距為0.33mm時，線圈由于受到自身產(chǎn)生的對其端口沿軸向向內(nèi)的電磁力的作用，使線圈匝間相互擠壓從而造成損壞;當(dāng)螺線管線圈半徑r=8.5mm,固定匝間距為2mm時,線圈未被管件包圍處由于受到沿徑向向外的電磁力的作用,使每匝線圈向外擴(kuò)張拉伸從而造成損壞。
(2)—般在管件電磁脹形的過程中，多數(shù)螺線管線圈都含有對其徑向起保護(hù)的繞線軸,因此螺線管線圈所受到的匝間軸向作用力是導(dǎo)致其失效的主要原因。
以下是正文：
