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电磁力辅助水火弯板工艺电路设计及仿真分析

石兵  
【摘要】:电磁力辅助水火弯板工艺是一种针对船体厚板和特种钢板在水火弯板工艺过程中成形难度高、成形精度低等问题,提出的一种利用电磁力作为水火弯板工艺的辅助力来提高成形效率和精度、降低工艺难度的新方法。该方法为非接触施力,工件的形状对辅助装置的限制小,可以避免工件表面损伤,易于控制装置的能量的大小,操作简单,工作环境优越等优点。 结合水火弯板成形的机理和平板电磁成形系统方法,给出了电磁辅助水火弯板设备的工艺原理,并根据实际的应用需求,设计了电磁力辅助水火弯板的装置。电磁辅助装置主体结构分为:高压整流电路、充电电路、放电回路、控制电路、保护电路。此外,文中各个电路中的主体元件进行选择,并且对元件的工作原理进行了相关的讨论。 文中根据装置的充电回路和放电回路的结构图,提出了RC等效和RLC等效电路,对两种电路的响应状态进行了计算与分析。根据装置各个部分的作用,给出了产生脉冲电磁力的装置电路图,并且利用Multisim电路仿真软件对所设计电路图的进行仿真分析。利用有限元变分法解析了相应的表征方程,利用有限元软件ANSYS电磁场分析,实现了对板材的单次电磁冲击实验,建立了电路-电磁-结构耦合有限元模型,得到了平板中电磁力作用形式及其变化规律,并对电磁成形装置的结构和理论参数进行了修改。


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