電磁成形是一種利用脈沖電磁力實現(xiàn)金屬材料加工的高速成形技術(shù)。因其在輕質(zhì)合金加工領(lǐng)域具有巨大潛力，美國能源部，歐盟框架計劃、中國#重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃等相繼資助電磁成形技術(shù)。《不同電磁力分布特性的電磁成形新原理與方法》從電磁成形過程中電磁力的形成與分布特點出發(fā)，建立電磁成形過程動態(tài)電磁結(jié)構(gòu)耦合模型，明確電磁成形過程中的電能與動能的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系；同時根據(jù)加工對象不同，闡述三線圈軸向壓縮式管件電磁脹形、雙線圈和單線圈軸向壓縮式管件電磁脹形、基于凹型線圈的管件電磁脹形、雙向加載式管件電磁翻邊等新技術(shù)。
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目錄
第1章 緒論 /1
1.1 電磁成形的潛在優(yōu)勢 /2
1.2 電磁成形的發(fā)展現(xiàn)狀 /3
1.2.1 電磁成形設(shè)備 /4
1.2.2 驅(qū)動線圈 /4
1.2.3 加工工藝 /5
1.2.4 仿真模擬 /6
1.3 基于不同電磁力特性的電磁成形新方法 /7
1.3.1 改善電磁力分布的電磁成形技術(shù) /7
1.3.2 改變電磁力施加方式的電磁成形技術(shù) /10
1.3.3 與傳統(tǒng)機械加工相結(jié)合的電磁成形技術(shù) /15
1.3.4 高壽命電磁成形技術(shù)探索 /18
第2章 電磁力的形成及分布特點 /21
2.1 驅(qū)動線圈與工件之間的電磁耦合作用 /22
2.1.1 螺線管線圈磁場 /23
2.1.2 螺線管線圈電磁力 /25
2.2 電磁成形過程中的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系 /28
2.2.1 動生電動勢在電路中的表征 /29
2.2.2 勻壓力線圈磁感應(yīng)強度計算 /30
2.2.3 能量轉(zhuǎn)換的理論分析與數(shù)值結(jié)果 /31
2.2.4 電能與動能的轉(zhuǎn)換關(guān)系 /33
2.3 等效放電頻率與工件電磁力之間的關(guān)系 /34
2.4 趨膚效應(yīng)對工件電磁力的影響 /38
第3章 三線圈軸向壓縮式管件電磁脹形 /43
3.1 基本原理與成形效果 /44
3.2 電磁力分布的影響因素 /48
3.2.1 電磁力歸一化處理 /48
3.2.2 壁厚減薄量歸一化處理 /48
3.2.3 放電脈寬對電磁力分布規(guī)律的影響 /49
3.2.4 頂-底線圈高度對電磁力分布規(guī)律的影響 /50
3.2.5 頂-底線圈外徑對電磁力分布規(guī)律的影響 /53
3.2.6 頂-底線圈內(nèi)徑對電磁力分布規(guī)律的影響 /56
3.3 工件壁厚的影響因素 /57
3.3.1 頂-底線圈高度對壁厚減薄量的影響 /57
3.3.2 頂-底線圈外徑對壁厚減薄量的影響 /60
3.4 傳統(tǒng)線圈成形與新型線圈成形對比試驗 /63
第4章 雙線圈和單線圈軸向壓縮式管件電磁脹形 /69
4.1 雙線圈軸向壓縮式管件電磁脹形基本原理 /70
4.2 雙線圈軸向壓縮式管件電磁脹形電磁力分布規(guī)律 /71
4.2.1 電磁力的歸一化處理 /72
4.2.2 初始電壓與電磁力的關(guān)系 /72
4.2.3 三種驅(qū)動線圈結(jié)構(gòu)磁通密度和電磁力對比 /74
4.3 線圈幾何參數(shù)對管件電磁力和壁厚減薄量的影響 /77
4.3.1 不同線圈幾何參數(shù)下的管件電磁力分布 /77
4.3.2 不同線圈幾何參數(shù)下的管件壁厚薄量 ／79
4.4 管件電磁力與壁厚減薄量的關(guān)系 /82
4.5 管件厚度改變對脹形性能的影響 /84
4.5.1 不同線圈幾何參數(shù)下的管件電磁力分布 /84
4.5.2 不同線圈幾何參數(shù)下壁厚減薄量與內(nèi)壁脹形量的關(guān)系 /87
4.5.3 電磁力與壁厚減薄量的關(guān)系 /88
4.5.4 壁厚增大原因分析 /88
4.6 其他條件對脹形性能的影響 /90
4.6.1 放電脈寬對脹形的影響 /90
4.6.2 管件高厚比對脹形均勻性的影響 /91
4.6.3 續(xù)流電阻對脹形過程的影響 /93
4.7 單線圈軸向壓縮式管件電磁脹形 /95
4.8 三種軸向壓縮式管件電磁脹形特點分析 /99
4.8.1 工裝難易程度 /99
4.8.2 成形耦合效率 /100
4.8.3 徑向變形均勻度 /100
4.9 雙線圈軸向壓縮式管件電磁脹形試驗 /102
4.9.1 雙線圈軸向壓縮式管件電磁脹形系統(tǒng)及試驗過程 /102
4.9.2 試驗數(shù)據(jù) /105
第5章 基于凹型線圈的管件電磁脹形 /107
5.1 管件電磁成形 /108
5.1.1 基本原理和基本模型 /108
5.1.2 管件成形非均勻的解決方案 /113
5.1.3 均勻性判據(jù) /115
5.1.4 小結(jié) /117
5.2 基于凹型線圈的管件電磁脹形電磁力分布和均勻性 /117
5.2.1 電磁力分布與管件脹形均勻性的關(guān)系 /117
5.2.2 線圈結(jié)構(gòu)參數(shù)對管件脹形均勻性的影響特征 /122
5.2.3 傳統(tǒng)線圈成形與凹型線圈成形對比分析 /129
5.2.4 多層凹型線圈成形均勻性分析 /131
5.2.5 小結(jié) /134
5.3 基于凹型線圈的管件電磁脹形試驗 /134
5.3.1 基于凹型線圈的管件電磁脹形系統(tǒng)設(shè)計 /134
5.3.2 基于凹型線圈的管件電磁脹形試驗結(jié)果 /137
5.3.3 小結(jié) /139
第6章 雙向加載式管件電磁翻邊 /141
6.1 本書的創(chuàng)新方法 /142
6.1.1 單線圈管件電磁翻形 /143
6.1.2 雙線圈串聯(lián)管件電磁翻形 /143
6.1.3 雙線圈雙電源管件電磁翻形 /144
6.1.4 小結(jié) /144
6.2 基于單線圈下管件電磁翻邊分析 /145
6.2.1 建立有限元模型 /145
6.2.2 磁場和電磁力分析 /149
6.2.3 歸一化分析 /154
6.2.4 單線圈管件翻邊試驗 /156
6.2.5 小結(jié) /160
6.3 基于雙線圈管件電磁翻邊仿真 /161
6.3.1 雙線圈串聯(lián)下管件電磁翻邊分析 /162
6.3.2 雙線圈雙電源下管件電磁翻邊分析 /163
6.3.3 小結(jié) /164
參考文獻 /165
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