Thành tạo tấm kim loại bằng lực hút điện từ thông qua dòng điện phóng điện tần số kép: thiết kế và thực hiện

Quanliang Cao1,2, Zhipeng Lai1,2, Qi Xiong1,2, Qi Chen1,2, Tonghai Ding1,2, Xiaotao Han1,2, Liang Li1,2
1Wuhan National High Magnetic Field Center, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, People’s Republic of China
2State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, People’s Republic of China

Tóm tắt

Khả năng tạo ra lực hút cho quá trình định hình điện từ là một vấn đề thú vị và thách thức, so với các quy trình đẩy điện từ truyền thống. Nghiên cứu này trình bày một hệ thống phóng điện với hai dải nguồn điện và một hệ thống điều khiển thời gian nhằm sản xuất dòng phóng điện tần số kép trong một cuộn dây đơn. Dòng phóng điện này có thể được sử dụng để tạo ra một lực hút giữa cuộn dây và chi tiết công việc trong quá trình định hình. Hiệu quả của hệ thống đã được xác thực cả thông qua các mô phỏng số và một loạt các thí nghiệm định hình tấm kim loại. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng một tấm hợp kim nhôm AA 1060 có độ dày 1 mm, cách đáy cuộn dây 9 mm, có thể được hút về phía cuộn với độ biến dạng tối đa khoảng 4,7 mm. Chúng tôi cũng chỉ ra rằng có một giá trị tối ưu cho độ sâu biến dạng, liên quan đến điện áp phóng điện ban đầu của hệ thống phóng điện nhanh. Phương pháp và kết quả được trình bày có thể hữu ích trong việc thiết kế các hệ thống định hình điện từ và mở rộng ứng dụng của chúng.

Từ khóa

#định hình điện từ #lực hút điện từ #phóng điện tần số kép #hợp kim nhôm AA 1060 #biến dạng

Tài liệu tham khảo

Psyk V, Risch D, Kinsey BL, Tekkaya AE, Kleiner M (2011) Electromagnetic forming—a review. J Mater Process Technol 211:787–829 Xu JR, Yu HP, Li CF (2013) Effects of process parameters on electromagnetic forming of AZ31 magnesium alloy sheets at room temperature. Int J Adv Manuf Technol 66:1591–1602 Noh HG, Song WJ, Kang BS, Kim J (2015) Two-step electromagnetic forming process using spiral forming coils to deform sheet metal in a middle-block die. Int J Adv Manuf Technol 76(9):1691–1703 Kim JH, Kim D, Lee MG (2015) Experimental and numerical analysis of a rectangular helical coil actuator for electromagnetic bulging. Int J Adv Manuf Technol 78(5):825–839 Fan Z, Yu H, Meng F, Li C (2016) Experimental investigation on fabrication of Al/Fe bi-metal tubes by the magnetic pulse cladding process. Int J Adv Manuf Technol 83(5–8):1409–1418 Batygin YV, Golovashchenko SF, Gnatov AV (2013) Pulsed electromagnetic attraction of sheet metals—fundamentals and perspective applications. J Mater Process Technol 213(3):444–452 Batygin YV, Golovashchenko SF, Gnatov AV (2014) Pulsed electromagnetic attraction of nonmagnetic sheet metals. J Mater Process Technol 214(2):390–401 Zieve PB (1991) Power supply for electromagnetic proof load tester and dent remover. US Patent 5:046,345 Deng JH, Li CF, Zhao ZH, Tu F, Yu HP (2007) Numerical simulation of magnetic flux and force in electromagnetic forming with attractive force. J Mater Process Technol 184(1–3):190–194 Cao QL, Li L, Lai ZP, Zhou ZY, Xiong Q, Zhang X, Han XT (2014) Dynamic analysis of electromagnetic sheet metal forming process using finite element method. Int J Adv Manuf Technol 74(1–4):361–368 Mamalis AG, Manolakos DE, Kladas AG, Koumoutsos AK (2006) Electromagnetic forming tools and processing conditions: numerical simulation. Mater Manuf Process 21(4):411–423