基于电磁胀环的紫铜高速率本构方程研究

研究了基于电磁成形方法的高速率变形,归纳出高速率电磁成形中材料本构关系是影响材料成形性提高的重要因素。应变率的提高决定了材料本构关系的变化,因此通过基于电磁胀环方法的辅助管电磁胀环实验,在毛坯工件上磁压力载荷分布均一的条件下研究紫铜的高速率本构模型,并在通过应力模型和实验数据的基础上建立紫铜基于电磁胀环的高速率本构方程,最后通过有限元模拟得出该高速率本构比静态本构更能正确模拟毛坯高速率变形过程。

电磁胀环数值模拟研究

电磁胀环是研究高速率成形变形规律的重要实验手段之一。圆环上的磁压力分布对变形模式及分布有重要影响,本文设计两种电磁胀环方案,用有限元方法模拟分析磁压力及变形分布。结果表明,自由电磁胀环下磁压力沿轴向和径向分布不均,导致变形分布不均匀;而改用在环件两端加同材质套管的胀形后,圆环上磁压力沿径向分布均匀,轴向很小可忽略,变形分布也趋于均匀,便于变形测量及理论分析,研究高速变形规律更为有效。

电磁胀环实验技术研究进展

电磁胀环技术是一种利用强脉冲洛伦兹力驱动材料产生高速率变形的实验方法,应变速率在数百微秒内可达到10^(4) s^(−1)以上,可实现材料高速率一维拉伸均匀受力状态,因此被广泛用于研究高应变速率加载条件下材料的力学性能、颈缩碎裂特征。简要回顾了电磁胀环实验的发展历史,并从材料动态力学性能测试、动态碎裂统计分布和高温绝热性能3个方面论述了电磁胀环测试技术的研究进展,总结了电磁胀环实验在计算机模拟和实验装置设计方面的研究现状,为测试材料高应变速率下的响应特性、探索材料动态碎裂机制、评估材料高温绝热性能及建立精确动态测试实验模型等方面的深入研究提供指导。该技术在航空航天及车载兵工领域中,高速率加载或者冲击加载条件下材料服役性能的测试分析方面,具有广阔的应用前景。