電磁成形技術(shù)理論研究進(jìn)展(編輯修改稿)
2024-09-19 10:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 獻(xiàn)[19,20]通過解析推導(dǎo)，克服了上述等效法的缺點，建立了考慮管件端部效應(yīng)的磁壓力公式，反映了縱坐標(biāo)對磁壓力分布的影響。但是，該方法仍然忽略了軸向磁場力的影響，并且當(dāng)線圈長度大于管件時，該公式就不再適用。張守彬[21]在時域上對文獻(xiàn)[16]的公式進(jìn)行了改進(jìn)，引入了工件變形的影響因子，反映了工件變形對磁壓力的影響，進(jìn)而影響工件的進(jìn)一步變形。Sung Ho Lee [22]在文獻(xiàn)[2]的基礎(chǔ)上研究管坯脹形時的幾何參數(shù)及工件抗力對磁壓力的影響，通過有限元分析得到管坯脹形時軸向磁壓力更實際的分布。 文獻(xiàn)[6,23,24]通過向麥克斯韋方程組中引入速度項來體現(xiàn)工件變形對磁場的影響，但是沒有合理地說明初始邊界值問題，并且這種方法只是針對管件電磁脹形而言的。文獻(xiàn)[25,26]在模擬中引入一種“宏單元”來計算線圈和工件之間的脹形間隙的變化。同樣，這種方法也只限于管件電磁脹形的情形。AliMeriChed[27]介紹了一種解決電磁平板成形問題的方法，分析了電路、電磁場和工件塑性變形，并推出了基于矢量磁位積分形式的二維軸對稱模式，可用于計算磁場、渦流和平板上的電磁感應(yīng)強度。 在上述電磁成形求解過程中，電磁場和結(jié)構(gòu)場多是分開求解的，很難適應(yīng)復(fù)雜成形系統(tǒng)設(shè)計、準(zhǔn)確預(yù)測復(fù)雜工件最終形狀的需要。因此，Anter ElAzab、Mark Garnich和Ashish Kapoor[3]通過分析電磁成形過程中電磁場、溫度場和結(jié)構(gòu)場之間復(fù)雜的耦合關(guān)系，建立了能夠描述這種耦合關(guān)系的數(shù)學(xué)框架。但是，到目前為止，還沒有找到合適的數(shù)值算法來解決這一問題。 在國內(nèi)，趙志衡[28～30]應(yīng)用有限元法研究了管坯電磁脹形的磁場、磁場力分布。研究發(fā)現(xiàn)在整個管壁上均有脹形磁場力，并沿管坯壁厚由內(nèi)向外衰減分布；管坯同時受到徑向壓力和軸向壓力作用。管坯—線圈系統(tǒng)受力及管坯壁厚方向上受力如圖3所示。磁場力分布的這一特點與其它自由脹形工藝很不同，對于加深電磁成形變形機理的認(rèn)識是非常重要的。為了更清楚地認(rèn)識各種工藝中磁場力的分布，文獻(xiàn)[31～35]采用有限元法分別研究了管坯電磁縮徑、管坯有模成形、平板脹形的磁場力分布規(guī)律。舒行軍[36]基于ANSYS的電路分析模塊求解了電磁成形放電電流，求解結(jié)果作為電磁場分析的邊界條件，得到了與真實值相近的仿真結(jié)果。 圖2 管坯—線圈系統(tǒng)受力圖 圖3 沿管坯厚度方向脹形磁場力分布 通用軟件的耦合場數(shù)值數(shù)值模擬 自20世紀(jì)90中期以來，隨著大型通用有限元軟件的快速發(fā)展，國內(nèi)外開始使用它們對電磁成形進(jìn)行研究工作。利用軟件對電磁成形進(jìn)行數(shù)值模擬主要有兩種方式，一是開發(fā)現(xiàn)有計算電磁場和結(jié)構(gòu)場軟件的接口，把二者聯(lián)系起來對電磁成形進(jìn)行分場模擬；二是利用電磁—結(jié)構(gòu)耦合場計算軟件[37]。目前，多數(shù)采用現(xiàn)有軟件的研究工作是以第一種方式進(jìn)行的。 如果工件變形小，不足以使磁場產(chǎn)生明顯變化，那么，采用相應(yīng)軟件對電磁場和結(jié)構(gòu)場進(jìn)行連續(xù)求解不會影響最終變形的
試題試卷相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1