智慧電力：基于雙集磁器結構的管件電磁脹形研究
2023-11-14【作 者】邱立;王成林
【前 言】
電磁成形是一種利用脈沖電磁力實現(xiàn)金屬工件加工的高速率成形技術[1-3]。因其高應變率，與機械加工相比，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]。
通過改變線圈結構施加不同的電磁力，能夠解決管件軸向不均勻的問題，但其繞制工藝困難且成本較高。目前集磁器的應用主要以改變磁場均勻度和電磁力均勻度為主，但已有研究結果顯示均勻的電磁力分布并不對應均勻的變形。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構，通過構建基于雙集磁器結構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-結構二維軸對稱模型，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構的管件電磁脹形的成形效果。最后通過仿真分析驗證了采用雙集磁器實現(xiàn)電磁力加載的管件脹形均勻度的可行性。
【結 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構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。仿真結果顯示，基于雙集磁器結構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，使管件在軸向上變形更加均勻。當管件脹形量一致時，采用雙集磁器結構時可使管件脹形均勻度提升 2.8 倍。此外，當系統(tǒng)放電參數(shù)不變時，存在一個合適的集磁器結構參數(shù)，使得管件電磁脹形的均勻度最佳?；陔p集磁器結構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)開展相關的實驗研究奠定了理論基礎。
以下是正文：
