電工技術(shù)學(xué)報：基于雙層凹型集磁器的管件電磁脹形電磁力特性及變形行為研究
2023-09-09【作 者】邵子豪;吳偉業(yè);汪晨鑫;邱立
【前 言】
輕質(zhì)合金材料的應(yīng)用是航空航天、汽車等領(lǐng)域提高裝備運(yùn)載能力、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑[1]。然而，以鋁合金為代表的輕質(zhì)合金材料在傳統(tǒng)準(zhǔn)靜態(tài)成形工藝下成形性能普遍較差，存在易破裂、回彈大和表面質(zhì)量欠佳等問題[2]?；诿}沖電磁力驅(qū)動金屬工件發(fā)生塑性變形的電磁成形技術(shù)具有非接觸、高速率、單模具等特征，可以顯著提高材料的成形極限和改善成形性能，已在鋁合金板管件成形中得到廣泛應(yīng)用[3-10]。
本文提出一種新型管件電磁成形方法，通過在驅(qū)動線圈和加工工件之間引入雙層凹型結(jié)構(gòu)集磁器來調(diào)控管件中電磁力場分布，以期為解決管件軸向變形均勻性差的同時改善管件壁厚減薄問題提供新的技術(shù)途徑。在后續(xù)章節(jié)，將系統(tǒng)闡述該成形方法原理以及成形過程中管件的電磁力特性及變形行為等。
【結(jié) 論】
針對傳統(tǒng)螺線管線圈管件脹形中存在的管件壁厚減薄和軸向變形非均勻的問題，本文提出基于單驅(qū)動線圈和雙層凹型集磁器管件電磁脹形方案，并探究了集磁器內(nèi)凹高度對管件脹形特性的影響。研究表明，通過在線圈和管件之間引入該類新型集磁器，一方面管件端部可形成顯著軸向壓縮電磁力，促進(jìn)端部材料流動，進(jìn)而可抑制成形過程中管件壁厚減??；另一方面，凹型集磁器結(jié)構(gòu)下管件中部區(qū)域的徑向電磁力變小，可避免傳統(tǒng)管件成形中出現(xiàn)的“兩端小，中間大”現(xiàn)象，顯著提升變形均勻度。
與此同時，研究指出增大集磁器內(nèi)凹高度有助于提升管件壁厚減薄抑制效果、在一定范圍內(nèi)能夠增大成形管件軸向均勻度，但是隨著集磁器內(nèi)凹高度不斷增加，成形管件軸向均勻度反而會略微降低，但是仍顯著優(yōu)于傳統(tǒng)管件脹形。值得一提的是，該方案采用單個驅(qū)動線圈，工裝結(jié)構(gòu)非常簡單，集磁器結(jié)構(gòu)參數(shù)可以根據(jù)具體的成形需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整。后續(xù)將構(gòu)建相關(guān)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，從實(shí)驗(yàn)層面進(jìn)一步驗(yàn)證所提新型管件電磁脹形方法的實(shí)際效果。
以下是正文：
