機(jī)械設(shè)計(jì)與制造：鋁合金管件電磁脹形中螺線(xiàn)管線(xiàn)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(chē)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(wèn)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(guó)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(xiàn)管線(xiàn)圈作為主要研究對(duì)象，運(yùn)用有限元仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，對(duì)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(xiàn)管線(xiàn)圈進(jìn)行鋁合金管件的電磁脹形實(shí)驗(yàn)，分析螺線(xiàn)管線(xiàn)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(duì)管件電磁脹形中螺線(xiàn)管線(xiàn)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(xiàn)管線(xiàn)圈不僅受到來(lái)自自身電磁力的作用，同時(shí)還受到管件對(duì)它的作用。對(duì)于高于管件的螺線(xiàn)管線(xiàn)圈來(lái)說(shuō),當(dāng)螺線(xiàn)管線(xiàn)圈內(nèi)半徑r=l lmm時(shí)，無(wú)論匝間距是0.33mm還是2mm,線(xiàn)圈損壞的原因主要來(lái)管件端口處沿軸向向外的反作用力;當(dāng)螺線(xiàn)管線(xiàn)圈內(nèi)半徑r=8.5mm,匝間距為0.33mm時(shí)，線(xiàn)圈由于受到自身產(chǎn)生的對(duì)其端口沿軸向向內(nèi)的電磁力的作用，使線(xiàn)圈匝間相互擠壓從而造成損壞;當(dāng)螺線(xiàn)管線(xiàn)圈半徑r=8.5mm,固定匝間距為2mm時(shí),線(xiàn)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(xiàn)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(guò)程中，多數(shù)螺線(xiàn)管線(xiàn)圈都含有對(duì)其徑向起保護(hù)的繞線(xiàn)軸,因此螺線(xiàn)管線(xiàn)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：
