一种采用电磁预变成形技术加工波纹状管件的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种采用电磁预变成形技术加工波纹状管件的工艺，步骤如下：步骤一：安装管件；采用管件约束装置将管件固定好管件，管件约束装置与管件轴心重合，将螺线管线圈置于管件内部的需要成形的部位；步骤二：波纹管件的放电成形；螺线管线圈的充电电容器组的电容量为768-1152μF，关闭放电控制开关，电容器组通过螺线管线圈放电；引起管件的胀形变形，形成波纹。本发明专利技术具有如下的技术效果，1、采用电磁预变成形技术加工波纹状铝合金吸能管件，方法简便，易于操作，且成形速度快，节约成本。2、可有效控制波纹的形状与尺寸，对吸收能量需要的适应性更加灵活；3、可使材料在胀形部分与波谷位置的屈服强度产生明显的差异，使管件在轴向强度大小分布不同，变形模式可控；4、可明显提高薄壁圆管的能量吸收效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种采用电磁预变成形技术加工波纹状管件的工艺，步骤如下：步骤一：安装管件；采用管件约束装置将管件固定好管件，管件约束装置与管件轴心重合，将螺线管线圈置于管件内部的需要成形的部位；步骤二：波纹管件的放电成形；螺线管线圈的充电电容器组的电容量为768-1152μF，关闭放电控制开关，电容器组通过螺线管线圈放电；引起管件的胀形变形，形成波纹。本专利技术具有如下的技术效果，1、采用电磁预变成形技术加工波纹状铝合金吸能管件，方法简便，易于操作，且成形速度快，节约成本。2、可有效控制波纹的形状与尺寸，对吸收能量需要的适应性更加灵活；3、可使材料在胀形部分与波谷位置的屈服强度产生明显的差异，使管件在轴向强度大小分布不同，变形模式可控；4、可明显提高薄壁圆管的能量吸收效率。【专利说明】一种采用电磁预变成形技术加工波纹状管件的工艺
本专利技术涉及金属结构加工
，具体为一种采用电磁预变成形技术加工波纹状铝合金吸能管件工艺。
技术介绍
金属薄壁构件作为缓冲吸能元件，广泛应用于汽车、轮船和飞机等几乎所有交通工具的碰撞动能耗散系统中。金属薄壁构件主要是靠自身的塑性变形来吸收车辆碰撞中的冲击动能，在受到撞击载荷的作用时，其破坏模式稳定，能以可控制的方式通过本身的塑性变形来吸收和消耗能量，并产生一定的压溃行程，从而达到吸收车辆的动能，降低车辆减速度的目的。从吸能性方面考虑，可将轴向载荷作用下的薄壁结构的变形模式分为三类:渐进叠缩变形、Euler变形和混合变形模式，主要区别是形成塑性铰的变形机制不同。薄壁圆管是一类结构形式简单，应用广泛的能量吸收结构，受到广泛关注，相关的研究工作也开展得最早，也比较深入。圆管根据材料及几何尺寸的不同，变形模式有以下几类:轴对称变形模式(也称为圆环变形模式或者手风琴变形模式)、非轴对称变形模式(也称为钻石变形模式或者Yoshimura模式)、混合变形模式及欧拉变形模式。轴向压缩载荷作用下，在壁厚与管径比较小时圆管发生非轴对称的钻石变形模式；而壁厚与管径之比较大时圆管发生轴对称变形模式或者混合变形模式；而细长圆管则产生整体欧拉失稳变形模式。但是，薄壁圆管能量吸收效率不够高，满足不了某些领域的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种采用电磁预变成形技术加工管件工艺以及生产的波纹状铝合金吸能管件，从而解决目前使用的薄壁圆管能量吸收效率不够高的问题。本专利技术的技术方案是，一种采用电磁预变成形技术加工波纹状管件的工艺，步骤如下:步骤一:安装管件；采用管件约束装置将管件固定好管件，管件约束装置与管件轴心重合，将螺线管线圈置于管件内部的需要成形的部位；步骤二:波纹管件的放电成形；螺线管线圈的充电电容器组的电容量为768-1152 μ F，关闭放电控制开关，电容器组通过螺线管线圈放电；引起管件的胀形变形，形成波纹，波纹的成形时间约为200 μ S。波纹之间的距离，通过螺线管线圈递进的位移控制和调节。波纹的高度，通过控制螺线管线圈的充电电容器组的电容量的放电能量调节。波纹的宽度，通过螺线管线圈的线圈匝数调节。所述螺线管线圈的导线的截面积为3mmX5mm，匝数为3匝以上。所述的管件为薄壁铝合金管件。本专利技术具有如下的技术效果，1、采用电磁预变成形技术加工波纹状铝合金吸能管件，方法简便，易于操作，且成形速度快，节约成本。2、可有效控制波纹的形状与尺寸，对吸收能量需要的适应性更加灵活；3、可使材料在胀形部分与波谷位置的屈服强度产生明显的差异，使管件在轴向强度大小分布不同，变形模式可控；4、基于电磁成形预变形的铝合金管件，可明显提高薄壁圆管的能量吸收效率。如本专利技术的一个实施例中，一种铝合金管件在放电电压为2600kv下胀形,然后在径向速度为200mm/min下压溃,压缩行程为39mm,其吸能量为41.65J，比相同实验条件下的未膨胀管31.59J高出31.8%。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术采用电磁预变成形技术加工波纹状管件工艺的装置图。图2是本专利技术螺线管线圈置于管件内部后的剖面图。图3是本专利技术3匝线圈螺线管线圈电磁成形预变形一个波纹原理示意图。图4本专利技术3匝线圈螺线管线圈电磁成形预变形二个波纹原理示意图。图5本专利技术4匝线圈螺线管线圈电磁成形预变形一个波纹原理示意图。图6本专利技术5匝线圈螺线管线圈电磁成形预变形一个波纹原理示意图。图7本专利技术螺线管线圈电路图。【具体实施方式】下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。如图1、图2、图7所示，采用电磁预变成形技术加工波纹状铝合金吸能管件的成形装置，它包括螺线管线圈1，管件2为铝合金材料薄壁圆管，管件约束装置3，管件约束装置3装在底座4上，螺线管线圈I装在线圈导杆5上，导杆5装在导杆导入装置6上。管件约束装置3置于管件2的两个端部，采用两侧的端部约束，可简化成形装置，无需螺栓、螺杆、压板等固定约束装置，提高成形装配的效率。螺线管线圈I由导线逐次缠绕多圈构成，相邻导线之间用高压绝缘材料隔开，所述的螺线管线圈I是在管线圈L的两端串联放电控制开关K、电阻R、整流器Z、变压器P，充电电容器组C 一端接在电控制开关K与电阻R之间，另一端接在管线圈L的另一端。实施例1，无间距波纹管件的放电成形如图3、图4所示。步骤一:安装管件；将管件2置于管件约束装置3中进行固定，所述的管件2为薄壁铝合金管件，壁厚度=1.2mm,保证管件约束装置3与管件2轴心重合，通过线圈导杆5将螺线管线圈I置于管件2要胀形的部位。步骤二:螺线管线圈I的匝数为3，充电电容器组C的电容量为768_1152yF，电阻R为0.01 Ω -0.03 Ω，整流器Z参数为反偏压50kV/平均电流不小于3.5A，变压器P参数为220V-8kV，关闭放电控制开关K，电容器组C通过螺线管线圈I放电，放电电压为1000-3500V，波纹的成形时间约为200 μ S。通过线圈导杆5将螺线管线圈I置于薄壁圆形铝合金的管件2内，当螺线管线圈I通过强脉冲电流时，线圈空间就产生均匀的强脉冲磁场，同时在铝合金管件2内表面产生感应电流即涡流，此感应电流在空间产生感应脉冲磁场。在放电瞬间，管件2内表面的感应电流与螺线管线圈I内的放电电流流动方向相反，是磁力线密集于螺线管线圈I和管件2之间的缝隙内，密集的磁力线具有扩张特性，因而管件2内表面受到一个沿径向向外的冲击压力作用。当管件2受力达到屈服点时，将会引起管件2的胀形变形，从而形成一个波纹宽度A为约IOmm的波纹。固定约束装置和管件不动，将螺线管线圈I以递进的方式在管件2内向前推进，到第二个波纹预定位置后，重复执行上述过程，形成第二个波纹。可通过线圈导杆5将螺线管线圈I不断的递进，实现多个等间距波纹的成形。步骤三:将螺线管线圈I取出，再将管件约束装置3取下，即得的波纹管件。实施例2，不同间距波纹管件的放电成形。步骤一，同实施例1步骤二:通过调整线圈导杆5对螺线管线圈I的递进量，加工制成不同间距波纹管件，a为波纹之间的间距。关闭放电控制开关K，电容器组C通过螺线管线圈I放电，参数与实施例1相同，在电磁力的作用下，形成一个波纹。保证管件约束装置3和管件2不动，螺线管线圈I在管件2内部递进较大距离，波纹之间的间距增加，从而形成不同间距的波纹。通过不断调整螺线管线圈I的递进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用电磁预变成形技术加工波纹状管件的工艺，其特征在于：步骤如下：步骤一：安装管件；采用管件约束装置将管件固定好管件，管件约束装置与管件轴心重合，将螺线管线圈置于管件内部的需要成形的部位；步骤二：波纹管件的放电成形；螺线管线圈的充电电容器组的电容量为768‑1152μF，关闭放电控制开关，电容器组通过螺线管线圈放电；引起管件的胀形变形，形成波纹，波纹的成形时间约为200μs。步骤三：将螺线管线圈取出，再将管件约束装置取下，即得波纹管件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐俊瑞，崔俊佳，林启权，苏继爱，赵文娟，肖良红，刘洋，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43