基于ANSYS对电磁平板翻边的仿真研究及二次开发

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1、武汉理工大学硕士学位论文基于ANSYS对电磁平板翻边的仿真研究及二次开发姓名：余本刚申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：黄尚宇;常志华2003.3.1武汉理工大学硕士学位论文基于ANSYS对电磁平板翻边的仿真研究及二次开发摘要本文对强脉冲磁场作用下平板翻边的过程进行了模拟仿真和实验研究，建立了平板翻边的载荷计算模型，利用ANSYS软件模拟了成形线圈内的电流以及平板在电磁力作用下的动力响应过程，使用APDL、UIDL语言开发了电磁平板翻边仿真系统。目前在电磁平板毛坯翻边方面进行研究的主要有工程解析和有限元数值分析方法，但其结果和实测结果有很大误差，其误差主要来源于对放电回路中

2、工件和线圈的相互影响的忽略以及对成形过程中径向电磁力的忽略。本文鉴于以上原因，考虑了工件和线圈的相互影响，将电路和电磁区域通过一个共同的节点或一组共同节点连接，使用直接耦合的方法，仿真出成形线圈内的电流随时间的变化规律，仿真结果和实验测量结果接近。将仿真的电流作为电磁一结构耦合分析的载荷，采用间接耦合方法进行平板毛坯翻边的动力响应分析。在电磁分析中得出了轴向和径向电磁力的位置特性和时间特性，以及工件表面耦合电流的密度分布，此外也得出了磁矢量、磁通密度、磁感应强度的分布规律；在结构动力响应分析中，考虑了径向电磁力对工件变形的影响，使用LDREAD命令读入电磁分析中的电磁力(轴向和径向)

3、，在该载荷作用下获得了工件终态形状，仿真结果和实验测量结果的误差很小。在后处理器中得到了电磁翻边的危险区域，分析了工件的变形速度和变形加速度随时间的变化规律。本文还利用有限元软件ANSYS内部语言APDL、UIDL开发出了内嵌在ANSYS中电磁翻边的有限元仿真模块。该系统将电磁翻边成形分析分为电磁一电路耦合分析模块和磁场结构耦合分析模块，编制了相应的文件标题部分、数据控制部分以及文件帮助部分，使用APDL和UIDL的参数传递和函数调用功能，编写了用于电磁平板翻边分析的宏文件，并对电磁成形的分析进行参数化处理，用户只需要输入电磁翻边分析对应的参数，就可以模拟出成形线圈内的电流和平板毛坯

4、的结构响应过程，从而实现了电磁翻边仿真系统与ANSYS软件的集成。关键词：电磁翻边电磁场仿真耦合ANSYS茎堡墨三奎堂堡主堂焦笙苎Inthispaper,theprocessofplateflangingunderintensivepulseelectromagneticfieldissimulatedandexperimented；thecalculationmodelofplateflangingloadisestablished；thesimulationofthecurrentinworkingcoilandtheprocessofplatedynamicresponseto

5、magneticforcearefinished晰ththesoftwareANSYS．furthermore，theelectro-magneticflangingsystemisdevelopedwithAPDLandUIDL．Therehasbeentworesearchmethodsinelectromagneticplateflanging：engineeringanalysisandfiniteelementnumericalsimulation，butthereismucherrorbetweentheresultsandtheactualresult．111eerro

6、rcomesfromtwosides．oneistheneglectofmutualinfluenceofworkpieceandcoil；theotheristheneglectofradialmagneticforce．Therefore，consideringthemutualinfluenceofworkpieceandcoil，thethesissimulatesthecurrentchangerulewithtimebyuseofstraightcouplingmethodtomakeonenodeorgroupsnodesinthecircuitbesametothat

7、intheelectromagneticfield，theresultagreeswellwiththemeasurevalue．Regardedthesimulationcurrentasloadofcouplinganalysisofelectromagneticstructure，dynamicresponseanalysisofelectromagneticplateflangingismadebymeansofindirectcouplingme