基于吸引力原理电磁成形装置的研究

摘要

电磁成形属于高能率成形技术，它是利用磁场力使金属变形的一种成形工艺。本文从电磁吸引力的产生原理出发，讨论了加工线圈中电流的波形对工件受力方向的影响，为有限元模拟和设备的设计提供了理论依据。利用ANSYS有限元分析软件对平板线圈-板坯电磁吸引力系统的磁场和磁场力进行了模拟。模拟结果表明，如果线圈中加载电流的变化规律符合理论要求，那么板坯受到的磁场力的轴向分量为朝向线圈方向。文章同时分析了回路中元器件参数变化对电流的影响。组装了一套基于吸引力原理的电磁成形实验装置，应用平板线圈进行吸引力验证性试验，通过观察板坯运动验证了电磁吸引力装置的可行性。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1引言

1.2电磁成形设备概述

1.3电磁成形原理概述

1.3.1线圈对工件的作用力为排斥力

1.3.2线圈对工件的作用力为吸引力

1.4电磁成形的国内外发展现状

1.4.1电磁成形在国外的发展现状

1.4.2电磁成形在国内的发展状况

1.5电磁成形的特点及发展趋势

1.6选题意义及研究内容

第2章电磁吸引力的理论分析及有限元模拟

2.1引言

2.2磁场力方向的理论分析

2.2.1产生排斥力的机理

2.2.2产生吸引力的机理

2.2.3电磁吸引力对加工线圈中电流变化规律的要求

2.3平板线圈电磁吸引力的有限元分析

2.3.1平板线圈电磁吸引力有限元分析的预处理

2.3.2平板线圈—板坯电磁吸引力系统的有限元分析

2.4本章小结

第3章基于吸引力原理电磁成形装置的总体方案

3.1引言

3.2主电路的设计

3.2.1逆变充电电源系统

3.2.2放电系统

3.3本章小结

第4章逆变充电电源的研究

4.1引言

4.2逆变电源的主要技术指标

4.3逆变电源主电路的设计

4.3.1电网侧整流滤波电路的设计

4.3.2高频脉冲变压器的设计

4.3.3逆变部分的设计

4.3.4控制部分的设计

4.3.5输出整流电路的设计

4.4逆变电源的仿真分析

4.4.1 EWB Multisim简介

4.4.2仿真模型的建立

4.4.3仿真结果及分析

4.5本章小结

第5章放电系统的研究

5.1引言

5.2放电回路的设计

5.2.1电流缓升模块的设计及元器件参数对电流的影响

5.2.2电流陡降模块的设计

5.3放电控制装置的设计

5.4本章小结

第6章电磁吸引力装置的调试及验证性实验

6.1引言

6.2试验条件

6.3试验方法

6.4电磁吸引力装置的调试

6.4.1缓慢放电回路的调试

6.4.2快速放电回路的调试

6.5平板线圈—板坯电磁吸引力的验证性试验

6.6本章小结

结论

参考文献

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致谢