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板材电磁有模成型

更新时间:2019-09-11
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板材电磁有模成型

摘  要


板材电磁有模成型是以电磁成形技术为基础,利用电磁成型原理使被加工的板材毛坯在极短的加载时间内发生塑形变形,与模具发生贴膜效应的成型工艺。与传统的金属板材成型工艺相比它有着许多优势,如在成型精度、成形性能、环保程度、成型效率等方面都远远优于传统的金属板材加工工艺,可以先对被加工件进行电镀、磷化、喷漆等表面处理,在进行电磁有模成型,适用于航空航天、汽车、船舶等加工工业。
本文从电磁成形的基础理论出发,采用计算机有限元模拟软件为研究方法,最终通过实验验证模拟仿真的准确性,探索了板材电磁有模成型过程中各个工艺参数对成型结果的影响。通过对放电回路、成形线圈、电磁场、动态力学分析等方面的计算与分析,利用美国专业从事结构软件开发的公司所研制的软件,对板材电磁有模成型中放电回路进行模拟分析,探索了电容、电阻、电感三种元件对脉冲放电电流的影响。将电路模拟的仿真结果带入到电磁场的三维模拟中,分析感应电流的密度、磁场及磁力分布情况。针对在板材有模电磁成型的实际应用中,可能遇到的参数变化进行了多次模拟分析,如板材与线圈之间的距离,成型线圈的匝数、模具部件内壁凹槽圆角的取值、金属板材的厚度等,研究分析了他们对最终成型效果的影响。
在本文的最后,对板材电磁有模型进行了真实实验,并依据实验结果对比了计算机模拟分析的记过,验证了有限元模拟的真实性,也为同类的板材电磁成型工艺参数的选择提供了参考。

关键词:电磁成形;铝合金;有限元模拟;电磁场


目录

摘  要 1
ABSTRACT 2
第1章 绪论 3
1.1 引言 3
1.2 电磁成形技术的来源与发展 4
1.2.1历史来源与发展 4
1.2.2 我国电磁成形技术概况 5
1.3 电磁成形的应用及特点 5
1.3.1 电磁成形的应用 5
1.3.2 电磁成形的特点 7
第2章 电磁成形系统的基本分析 9
2.1 电磁成形的原理和组成 9
2.1.1 电磁成形的原理 9
2.1.2 电磁成形系统的基本组成 9
2.2 板材电磁成形的影响因素 10
2.2.1 板坯的选择 10
2.2.2 模具的选择 12
2.2.3 线圈的选择 13
2.3 放电回路的分析 14
第3章 电磁有模成形有限元原理 18
3.1 引言 18
3.2 成形线圈的分析与设计 19
3.3 板材电磁场有限元理论分析 23
3.3.1 电磁场微分方程 23
3.3.2 电磁场微分方程的简化 25
3.3.3 电磁场中的边界条件 27
3.4 板材结构场有限元理论分析 28
3.4.1 求解算法 28
3.4.2 屈服准则 29
3.4.3 本构方程 30
3.4.4 电磁力分析 31
第4章 电磁有模成型有限元分析 34
4.1 放电回路有限元分析 34
4.1.1 仿真模拟 34
4.1.2 模拟结果分析 36
4.2 电磁场有限元模拟与分析 38
4.2.1 电磁场有限元模拟过程 38
4.2.2 模拟仿真结果分析 40
4.3 结构场有限元模拟与分析 45
4.3.1 结构场模拟 45
第5章 电磁有模成形实验及分析 51
5.1 引言 51
5.2 电磁有模成形试验 51
5.2.1 实验装置 51
5.2.2 成形线圈 52
5.2.3 实验板材 52
5.2.4 实验模具 52
5.3 实验结果分析 54
5.3.1 线圈的影响 54
5.3.2 模具的影响 55
5.3.3 板材厚度的影响 56
结论 58