电磁成型技术理论与应用

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1、锻压技术2006年第6期电磁成形技术理论与应用的研究进展韩飞，莫健华，黄树槐(华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室，湖北武汉430074)摘要：电磁成形技术是一种新型的高能率金属塑性加工技术，具有较高的经济性和实用性。本文从磁场力、工件的变形两方面简明扼要的阐述了电磁成形理论研究现状；列举了大量的国内、外电磁成形的工艺应用及最新研究成果；并对其未来发展趋势进行了展望。关键词：电磁成形}磁场力I变形}有限元；成形工艺中圈分类号：咖1文献标识码：A文章编号：1000-3940(2006)06-0004-06The

2、oreticalstudyandapplicationofelectromagneticformingtechnologyliANFei，MOJian-hua，HUANGShu-htmi(StateKeyLaboratoryofMaterialProcessingandDie&MouldTechnology．HuazhongUniversityofScienceandTechnology，WuhanHubei430074，China)Abstract：Electromagneticforming(EMF)techno

3、logyisanewtypeofmetalplasticprocessingtechnologyofhigheficiency，whosecharacteristicsmakeitmoreeconomicalandpractica1．Statingmagneticpressureanddeforms—tionofworkpieee，fromwhichpeoplecanlearnthecurrentsituationofthetheory．Bothforeignanddomesticresearchachievemen

4、tsandthelatestapplicationsareexhibited．AndthefuturetrendsofEMFareexpected．dectromagneticforming(EMF)；magneticpressure；ddorrnationtfiniteelementmethed~formingtechnology：1引言电磁成形属于高能(高速率)成形技术，高能(高速率)成形技术种类很多，但是电磁成形排除了爆炸成形的危险性，较之电液成形更方便。从2O世纪5O年代末，电磁成形在国内外迅速发展起来，成为

5、金属塑性加工的一种新的工艺方法，深受各工业图1板材电磁成形原理图_2J国的高度重视“。Fig．1Principlediagramofelectromagneticsheetmetalforming[2]电磁成形原理如图1所示，首先把电能储存在高压电容器中，当高压开关闭合时，储能电容对线强、利于采用复合工艺及实现自动化生产、整个成圈快速放电(s级)并在其周围产生一变化的脉冲形过程绿色、环保等特点，现已广泛应用于航空、磁场，该脉冲磁场穿过工件时就会在金属工件中产航天、兵器工业、汽车制造、轻化工及仪器仪表及生感应电流(涡流

6、)，带电的金属工件处于急剧变化电子等诸多领域[3“]。的磁场中就会受到磁场力的作用，当这股磁压力达2电磁成形理论研究到材料的屈服强度时，金属工件将发生塑性变形，达到成形金属零件的目的[2]。电磁成形理论的研究包括两个方面：磁场力的电磁成形技术具有加工能量易于精确控制、成分析和冲击力作用下工件的变形分析，这两部分相形速度快、成形工件精度高、成形后零件弹复小、辅相承，前者是电磁成形技术的理论基础，其结果可提高材料塑性变形能力、模具简单及设备通用性直接应用于工件的动态变形分析，这将涉及到电学、电磁学、电动力学和塑性动力学等

7、学科的内容，由*男，29岁．博士研究生于电学、电磁学、电动力学的复杂性和塑性动力学收稿日期：2005—12—05本身的不完善，特别是由于电磁成形过程中电学过4程和力学过程的交互影响，使电磁成形的理论研究间短和速度高这一点上来说类似于爆炸成形，故它复杂而困难，应用解析法来精确求解该过程几乎是也表现出了爆炸成形那样的超塑性~31617]。图3是不可能的[1]。而随着有限元理论的日趋完善，使美国OHIO州立大学测得的在不同成形方法下板材用有限元软件来模拟电磁成形过程中的电参数、力的极限应变值，可见与常规成形方法相比、电磁成

8、学参数、变形过程已成为诸多方法中的首选[6q]。形可大幅度提高材料塑性变形能力]2．1磁场力分析⋯^16061-T4(电磁成形)磁场力分析计算是分析电磁成形变形过程、优I抽如——化力能参数及工艺参数的基础[9]。近年来国内外都ll出现了应用有限元方法计算电磁成形工艺中磁场力l'一压硼l的报道[1。^]：对磁场空间进行网格剖分，计算拉普、．q)B