平板電磁成形線圈溫度特性及優(yōu)化研究.pdf

1、電磁成形是一種高速率成形方法，這種技術通過強大的脈沖電磁力來改變金屬材料形狀，能大幅提高金屬成形極限，減少材料起皺、破裂以及回彈等問題。與傳統(tǒng)加工工藝相比，電磁成形技術具有一些無可比擬的優(yōu)勢，為解決高性能鋁合金成形問題提供了另一種有效手段，具有非常廣闊的發(fā)展前景。
　　成形線圈是電磁成形系統(tǒng)脈沖電磁力的載體，目前電磁成形遇到的瓶頸之一就是成形線圈成形能力不足，主要表現(xiàn)在成形力場小、線圈壽命不足等方面，嚴重制約了電磁成形技術的發(fā)展。

2、線圈發(fā)熱是導致成形線圈材料老化或燒毀、絕緣破壞，縮短線圈壽命的主要因素之一。如果能有效改善線圈的發(fā)熱，提高線圈熱力學強度，將極大的延長線圈的使用壽命，提高成形線圈綜合性能，具有非常重要的現(xiàn)實意義。針對這一問題，本文擬開展電磁成形線圈溫度特性分布研究，并探索線圈溫度優(yōu)化方案，力圖極大的改善線圈發(fā)熱問題，提高線圈壽命，進而為突破現(xiàn)有電磁成形線圈技術瓶頸提供方向之一。具體內容可分為：
　　首先，仿真模擬方面，在充分考慮線圈趨膚效應、工件

3、變形和速度以及線圈溫度對成形過程影響的基礎上，建立了基于COMSOL Multiphysics的涉及電路、磁場、結構場、溫度場等多場耦合的完整有限元仿真模型。
　　其次，線圈發(fā)熱機理方面，首先對線圈焦耳熱的產(chǎn)生進行了理論闡述，并探討了實驗過程中相關放電條件和電路參數(shù)對線圈焦耳熱的影響，接著對線圈在放電過程中和放電后溫度分布規(guī)律做出表述。最后介紹了平板成形線圈的設計及繞制。
　　進而，從減少線圈焦耳熱產(chǎn)生方面提出優(yōu)化方案。通過