液态金属电磁成形的数值计算

摘要

对影响液态金属电磁成形形状的电磁压力、表面张力以及静压力进行了讨论。计算了圆形和矩形两种形状线圈中磁场和电磁压力的分布。结果发现：支撑高度为３０～４０ｍｍ铝液和１５～２０ｍｍ钢液所需电流约为１５００～２０００Ａ；计算的矩形线圈中等磁感应强度线形状与文献中实测形状以及实验电磁成形试样形状吻合较好。对铝和钢液表面张力进行计算时发现：液态金属电磁成形试样直径大于１０ｍｍ时，铝液的表面张力与高度为３０ｍｍ铝液柱产生的静压力和支撑该高度的电磁压力相比，可忽略不计，而要忽略不计钢液表面张力时，钢成形液柱的直径应更小。此外，在电磁成形综合分析中，利用最小作用原理对力平衡条件下，液态金属的电磁成形形状进行了分析，获得电磁成形形状稳定性的条件。