材料科学与工艺:电磁胀形磁场力的有限元分析
2022-10-25【作 者】赵志衡;李春峰;李建辉;王永志;杨玉英
电磁成形理论研究包括磁场力分析、冲击力作用下的工件变形分析等几个部分.根据磁场渗透的理论,管坯电磁胀形受到的磁场力应该是体积力[1]。目前大多采用工艺实验[2]、等效等方法来求解工件所受的磁场力。但这些方法只能求得作用于工件上磁场力的平均值,不能分析工件上任意一点的受力,尤其在端部附近误差更大“。采用有限元方法是提高磁场力求解精度的有效途径,但只研究了力沿工件长度方向的分布[3,4],而没有分析沿厚度方向的分布。本文采用数值模拟方法研究管坯电磁胀形时的磁场力,首先进行磁场特性分析,以确定模型的边界条件,再利用有限元分析软件ANSYS求解胀形磁场力。研究磁场力沿工件长度和工件厚度方向的分布规律,最后通过测量线圈与工件间隙内的磁感应强度验证模拟结果。
【结 论】
(1)得到了作用于工件上的磁场力沿长度方向的大小与分布.丁件受到的磁场力基本相同,只是在工件端部略有减小.工件端部除受到径向外胀力以外,还受到轴向下压力,轴向下压力的存在有利于工件成形。
(2)得到了磁场力沿工件厚度方向分布。在胀形过程中工件受到的磁场力是体积力。磁场力由内及外,衰减很快.这是由于磁场渗透造成的,其他胀形方法只有工件内表面受外力。
以下是正文: