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航空鈦合金管件端口電磁校形原理!
發(fā)布時間:2022-02-10 15:44:27

       管件端口的電磁校形可以分為由外向內(nèi)縮徑校形和由內(nèi)向外脹形校形兩種方式。本文采用由內(nèi)向外脹形來校形,以此達到保證管件端口外表面圓度符合要求的目的。鈦管件端口電磁校形原理示意圖如圖1所示。電磁校形開始時,高壓開關(guān)K閉合,儲能電容C對螺線管線圈釋放脈沖電流并在線圈周圍形成一個強脈沖磁場B。

       同時由于磁通量在臨近驅(qū)動片上的迅速變化,驅(qū)動片產(chǎn)生與線圈電流方向相反的感應(yīng)電流J,并形成與原磁場B方向相反的感應(yīng)磁場B’,B’的產(chǎn)生阻止了原始磁通穿過驅(qū)動片,迫使磁感應(yīng)線在線圈與驅(qū)動片的間隙內(nèi)密集。于是,間隙內(nèi)原磁場B與感應(yīng)磁場B’的軸向分量疊加,使驅(qū)動片受到軸向電磁力Pz。而疊加的徑向分量則會產(chǎn)生徑向電磁力Pr,徑向電磁力Pr是電磁校形的關(guān)鍵。驅(qū)動片受到巨大的徑向電磁力,其隨即產(chǎn)生高速運動和變形并推動TC4管件與外模具貼合,完成校形的全過程。

       通過有限元模擬與實驗相結(jié)合,得出小直徑線圈匝數(shù)以及鐵芯對電磁校形的影響,對以后航空管件端口電磁校形的發(fā)展具有指導(dǎo)意義和實用價值。

       實驗結(jié)果表明:1)線圈匝數(shù)增加,放電回路電流峰值顯著下降,震蕩頻率隨之減緩。選擇合理的線圈匝數(shù)有利于提高成形效率,改善校形效果。2)隨著線圈匝數(shù)的增多,大徑向電磁力降低,校形后的大變形量減少,同時徑向電磁力作用范圍沿軸向增加,管件端口變形更加均勻。3)鐵芯的增加使線圈自感系數(shù)增大,導(dǎo)致放電回路電流峰值下降,放電周期延長。在未達到鐵芯飽和磁通的情況下,鐵芯的增加提高了磁感應(yīng)強度及感應(yīng)渦流密度,進而增強驅(qū)動片所受電磁力,雖鐵芯本身有一定能量消耗,但總體上帶鐵芯線圈的校形效果明顯優(yōu)于無鐵芯情況。


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