随着机械、航空航天、汽车工业等领域追求轻量化发展,轻质铝合金材料得到了广泛的应用。利用传统方式加工铝合金材料容易出现破裂、回弹、起皱等缺陷,会降低工件的性能和尺寸精度。电磁成形工艺是一种高速成形工艺,利用瞬时的脉冲磁场对金属工件进行成形加工,有成形速度快、效率高、表面质量高等特点。应用于铝合金等轻质合金材料的成形时,可以提高材料的塑性成形性能,获得质量好的成形工件。本文提出一种逐点连续柔性板料电磁成形工艺,在ANSYS平台中构建了电磁场与结构场相互耦合的电磁成形有限元模型,利用顺序耦合的方法进行了板料单点及逐点电磁成形的模拟计算。以模拟结果为基础,设计制造了板料电磁成形实验装置,选取AA3003铝合金为实验材料进行了板料电磁成形实验,利用数值模拟与实验研究的结合方法对板料逐点连续电磁成形工艺进行研究。首先构建了板料小区域单点电磁成形的二维有限元模型,分析了集磁器结构参数对板料成形因素的影响规律。结果表明,随着集磁器的厚度减小、下表面半径增大及圆环宽度减小,板料上的所受电磁力增大;最佳的集磁器参数为厚度4mm,内半径5mm,圆环宽度3mm,板料上的感应电流密度和节点电磁力峰值最大,板料的变形速度更快,贴合度程度高;集磁器有效降低了成形线圈的受力。随后分析得到了板料小区域单点成形过程中的磁力线及电磁力分布、板料结构变形、成形速度及应力应变的变化规律。受到集磁器对感应电流的汇聚作用,板料电磁力主要集中在中心区域15 mm内,板料的最终成形效果良好,中心部分受力最大,最先完成弯曲变形贴紧凸模,然后是板料外端发生下移,与凸模平面部分接触。板料的应力区和变形速度主要集中在中心区域,随变形时间向外端移动,中心变形区域主要受到切向和径向的拉应变以及轴向的压应变作用。接着进行了板料逐点连续成形的三维有限元模拟,分析了板料的结构变形规律,得到板料相邻成形区域的相互影响规律。模拟结果表明,板料上的电磁力受集磁器影响分布为不完整的圆环形,主要变形区域为板料中心15 mm内,第二点成形区域受已变形区域的影响,变形形状发生一定差异,与第一点成形区域的变形重叠,形成一个更大的凹坑。最后通过电磁成形实验探究了板料在不同放电电压、板料和集磁器间距实验条件下的不同成形效果,总结出最佳的成形工艺参数。实验结果表明,板料单点区域的成形高度随着放电电压升高以及板料和集磁器间距的减小而增加,将板料单点电磁成形的实验结果与模拟结果进行对比,发现两者的变形轮廓曲线形状一致,相对误差小于10%,实验与模拟结果的受力变化曲线也相近,验证了有限元模拟结果。板料的逐点连续成形结果表明,随着成形点的间距减小,相邻成形区域的重叠部分变大,板料的最终成形形状更加平整,形成一个长条形凹坑。