电磁脉冲强化中螺线管线圈缠绕的对比研究

为探索更好的螺线管线圈缠绕方式,从热力学、空间占有率和绕制角度考虑,分析得到矩形截面铜导线更适合绕制电磁脉冲螺线管线圈,运用有限元软件仿真模拟了5种缠绕形式的螺线管线圈在6 kV电压的电磁脉冲情况,对线圈及棒件受到的电磁力进行了对比分析。发现在单根导线中,平式缠绕导线的受力更小;在双根导线情况下,单层并联缠绕整体优于双层并联缠绕。在实验中采用棒件电磁脉冲表面强化技术,结果表明,在电磁力作用下导线的变形与电流热效应产生的温升是使螺线管线圈损坏的主要原因,双根导线单层并联缠绕的螺线管线圈性能更好且具有较长的使用寿命。电磁脉冲可以使钛棒的维氏硬度提升约15%,但过度加工会使硬度下降。