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平板电磁成形有限元模拟方法研究与线圈的设计和分析
| 论文题名： | 平板电磁成形有限元模拟方法研究与线圈的设计和分析 |
| 关键词： | 汽车轻量化;铝合金;平板电磁成形;有限元模拟;线圈设计 |
| 摘要： | 轻量化是当今汽车产业的大势所趋,采用铝合金是减轻汽车重量的重要手段,但采用传统工艺成形铝合金非常困难,而电磁成形能够解决铝合金的成形难题。电磁成形是一种利用瞬态高强度磁场对金属工件进行成形的方法,成形速率极高,能够提高金属的成形性能,从而改善应变分布,减少工件的起皱与回弹。 由于电磁成形理论涉及到电学、电磁学、塑性动力学等各个学科,而且在成形过程中电磁过程与动力成形过程交互影响,使得采用解析法研究电磁成形非常困难,有限元数值模拟已成为研究人员的重要选择,而全耦合法则是拥有最高精度的有限元模拟方法。本文采用ANSYS开发了平板电磁成形的全耦合法,与实验数据对比,验证了模拟方法的准确性;研究了放电频率对平板电磁成形的影响,并得到电磁成形系统的最佳频率,提高了电磁成形系统的能量利用率。 线圈是电磁成形系统中的核心部件,其主要作用是传导瞬态脉冲电流,从而在板料上产生感应磁场,线圈与板料互相排斥,从而利用电磁力对板料成形。因此线圈必须具备足够机械强度、最佳的放电电流频率以及最优的结构设计。本文分析了并列线圈在平板上磁场力分布的规律以及受力状况和失效模式,并提出了相应改进方案。本文还设计了曲面螺旋线圈和曲面匀压力线圈,研究了这两种线圈在板料上的磁场力分布规律,提出了这两种线圈适用的板料加工工艺。 |
| 作者： | 肖师杰 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 莫健华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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