磁脉冲焊接飞管变形过程数值模拟
Journal of Plasticity Engineering（2019）
摘要
建立了管-管磁脉冲焊接飞管变形过程的有限元-边界元分析3D模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件的电磁场-结构场-温度场耦合求解方法,分析了管端搭接位置和放电电流频率对飞管变形规律的影响.研究结果表明,管-管磁脉冲焊接飞管变形过程可分为3个阶段,即初始阶段、均匀缩径阶段和冲击接触变形阶段.当飞管的端部外伸出集磁器工作区时,飞管的外端(未变形的金属)对均匀缩径变形区金属的影响主要是形成大的碰撞角度、减小碰撞速度.飞管管端适当缩进集磁器工作区可使飞管上的电磁力呈梯度分布,有利于碰撞角度的形成,实现焊接的效果.温度分布结果表明,磁脉冲焊接界面温升应是多因素的综合结果,飞管的宏观塑性变形功和涡电流的焦耳热并不是实现磁脉冲焊接界面结合的唯一热源.在放电能量一定的条件下,提高放电电流频率,有利于缩短初始阶段时间,提高接触碰撞速度.
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