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由于密度較低、強(qiáng)度較高、耐腐蝕性和焊接性能良好等優(yōu)勢(shì),目前鋁合金材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于船舶制造領(lǐng)域,相比傳統(tǒng)的船用鋼板,5052鋁板具有一些更明顯的優(yōu)勢(shì)。針對(duì)船體復(fù)雜曲面鋁合金外板的加工,本文提出了電磁力輔助鋁板線(xiàn)加熱成形的新工藝,即在鋁板線(xiàn)加熱成形的過(guò)程中通過(guò)施加電磁力促進(jìn)鋁板變形,不僅可以提高鋁板的成形效率,還可以在滿(mǎn)足要求的加工溫度范圍內(nèi)使鋁板獲得預(yù)期變形。本文針對(duì)電磁力輔助5052鋁板線(xiàn)加熱成形工藝中的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。首先,根據(jù)電磁力輔助線(xiàn)加熱成形的基本原理,對(duì)電磁力輔助線(xiàn)加熱成形工藝裝置的研制展開(kāi)研究,分析了其中電路裝置的基本工作原理,并詳細(xì)研究了電路的充放電原理。

此外,基于此工藝裝置介紹了鋁板線(xiàn)加熱成形和電磁力輔助鋁板線(xiàn)加熱成形的加工過(guò)程,并利用實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)證明了電磁力的輔助成形效果。其次,針對(duì)電磁力輔助鋁板線(xiàn)加熱成形過(guò)程,以5052鋁板為研究對(duì)象,利用ANSYS軟件建立了三維有限元模型,采用多物理場(chǎng)順序耦合的思想進(jìn)行了數(shù)值仿真,并將電路-電磁耦合、電磁-結(jié)構(gòu)耦合、鋁板線(xiàn)加熱成形和電磁力輔助鋁板線(xiàn)加熱成形的實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,證明了有限元模型的可靠性。然后,基于數(shù)值模擬,研究了電磁力輔助鋁板線(xiàn)加熱成形的主要工藝參數(shù)對(duì)電磁力輔助成形效果的影響規(guī)律,包括脈沖電流參數(shù)、鋁板厚度、線(xiàn)圈與鋁板間隙、鋁板溫度場(chǎng)分布等因素,為實(shí)際加工中的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)。最后從脈沖電磁力的周期性和電磁力產(chǎn)生的應(yīng)力循環(huán)加載與卸載的角度入手,探究了電磁力輔助線(xiàn)加熱成形過(guò)程中鋁板的成形機(jī)理。