论文部分内容阅读
本文研究电磁脉冲成形技术,将铝合金管与钢管连接在一起。通过研究采用电磁集磁器的电磁脉冲成形方法,提高管件连接成形所需要的能量与效率。为提高铝材管件与钢材管件的连接强度,研究内管接头结构形式、内管刚度、内外管间间隙以及放电电压对连接强度的的影响。研究集磁器结构、能量参数即放电电压以及内外管间隙对连接接头处均匀性的影响。研究中采用具有多物理场和非线性特性的有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立的3D模型,并采用松散耦合节点力法,分析管件电磁脉冲连接过程中外管的运动。通过集磁器结构对成形性影响的有限元模拟分析和对无内管的外管件进行缩颈自由成形过程分析,探索集磁器缝隙对成形性的影响,优化集磁器缝隙尺寸。采用一种管件成形均匀性判据法,研究放电电压、管间间隙、集磁器缝隙宽度等工艺参数对带有内管的外管件电磁脉冲连接头处均匀性的影响。并优化工艺参数。用有限元模拟与实验结合的方法,研究放电电压、内外管间间隙以及内管接头结构形式对连接强度的影响。结合连接管接头处的均匀性效果,对平直接头、斜接头、倒斜接头、单槽接头和双槽接头的内管结构形式对成形影响进行研究。由整体均匀性判据η≤0.2分析得到最佳的内外管管间隙,并在这几种接头形式中探寻较好的连接效果。通过对管件电磁脉冲成形中内管刚度条件的平衡微分方程和塑性变形的微分方程,推导出内管刚度条件即内管临界壁厚的一般表达式。并根据该表达式中的参数,结合数值模拟分析,探索内管壁厚对变形区域的影响、放电电压对内管界壁厚的影响。研究在给定的电磁脉冲成形系统参数和内管外径尺寸时,内管的临界壁厚与内外管件碰撞速度的关系、内外管间隙对内管临界壁厚的影响。