【作 者】邱立;王成林
【前 言】
電磁成形是一種利用脈沖電磁力實(shí)現(xiàn)金屬工件加工的高速率成形技術(shù)[1-3]。因其高應(yīng)變率，與機(jī)械加工相比，電磁成形可提高材料變形能力，使材料成形極限提高 5~10 倍[4- 6]。電磁力屬于非接觸力，電磁成形可有效提高加工工件的表面質(zhì)量[7-8]。
通過改變線圈結(jié)構(gòu)施加不同的電磁力，能夠解決管件軸向不均勻的問題，但其繞制工藝?yán)щy且成本較高。目前集磁器的應(yīng)用主要以改變磁場均勻度和電磁力均勻度為主，但已有研究結(jié)果顯示均勻的電磁力分布并不對應(yīng)均勻的變形。為解決管件軸向變形不均勻的問題，本文采用一種雙集磁器結(jié)構(gòu)，通過構(gòu)建基于雙集磁器結(jié)構(gòu)的管件電磁脹形方法，以提升管件在軸向變形的均勻度。該方法首先建立管件電磁脹形過程的電磁-結(jié)構(gòu)二維軸對稱模型，用以研究集磁器內(nèi)外壁高度及集磁器間距等參數(shù)對管件徑向電磁力和變形均勻度的影響。然后對比分析傳統(tǒng)管件電磁脹形與基于雙集磁器結(jié)構(gòu)的管件電磁脹形的成形效果。最后通過仿真分析驗(yàn)證了采用雙集磁器實(shí)現(xiàn)電磁力加載的管件脹形均勻度的可行性。
【結(jié) 語】
針對管件電磁脹形中存在的軸向變形不均勻問題，本文創(chuàng)新性提出了基于雙集磁器結(jié)構(gòu)的管件電磁脹形方法，分析了電磁力分布規(guī)律與管件變形均勻度。仿真結(jié)果顯示，基于雙集磁器結(jié)構(gòu)的管件電磁脹形能為管件提供“凹型”分布的徑向電磁力，改善管件脹形過程中的端部效應(yīng)，使管件在軸向上變形更加均勻。當(dāng)管件脹形量一致時(shí)，采用雙集磁器結(jié)構(gòu)時(shí)可使管件脹形均勻度提升 2.8 倍。此外，當(dāng)系統(tǒng)放電參數(shù)不變時(shí)，存在一個(gè)合適的集磁器結(jié)構(gòu)參數(shù)，使得管件電磁脹形的均勻度最佳。基于雙集磁器結(jié)構(gòu)的管件電磁脹形方法能夠在一定程度上解決管件成形均勻性的問題，也為后續(xù)開展相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究奠定了理論基礎(chǔ)。
以下是正文：
