平板成形線圈連續(xù)放電過程熱負(fù)荷分析.pdf

1、近年來(lái)，電磁成形技術(shù)及其應(yīng)用高速發(fā)展，而制約其廣泛應(yīng)用的一大問題就是其有限且不可預(yù)測(cè)的線圈壽命。線圈放電過程中部分能量以焦耳熱的形式損失，這會(huì)不可避免地導(dǎo)致線圈的溫度急劇升高，并將對(duì)線圈中的絕緣材料的物理特性產(chǎn)生不利影響。因而，深入研究放電過程中平板線圈上熱負(fù)荷的大小及其分布情況，對(duì)于線圈的設(shè)計(jì)工作具有指導(dǎo)意義。此外，研究平板線圈連續(xù)放電過程中的溫度變化情況，有利于總結(jié)并制定合理的放電參數(shù)和放電策略，為推動(dòng)電磁成形技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用提供相應(yīng)

2、理論和實(shí)驗(yàn)支撐。
　　本文使用COMSOL Multiphysics多物理場(chǎng)有限元仿真軟件建立了平板線圈脈沖放電過程中電磁場(chǎng)與溫度場(chǎng)的耦合有限元理論模型，分析了單次和多次放電條件下線圈的溫度變化特性，研究了趨膚效應(yīng)對(duì)于線圈溫度的影響，詳細(xì)分析了連續(xù)放電條件下的溫度平衡現(xiàn)象及其原理，探討了連續(xù)放電工況下達(dá)到線圈熱平衡的條件。本文研制了一種線切割式平板線圈，并基于熒光光纖測(cè)溫技術(shù)搭建了一套適用于連續(xù)放電條件的線圈溫度實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)，為實(shí)

3、驗(yàn)探究不同條件下線圈的溫度特性及變化規(guī)律提供了平臺(tái)支撐。本文使用兩個(gè)銅線間距不同的平板線圈（銅線截面均為3x4mm，間距分別為2mm和4mm）分別進(jìn)行多組不同實(shí)驗(yàn)條件（放電電壓4kV放電間隔80s、放電電壓4kV放電間隔120s以及放電電壓4kV放電間隔80s且無(wú)續(xù)流回路）下的連續(xù)放電溫度變化測(cè)量實(shí)驗(yàn)以及單次脈沖放電實(shí)驗(yàn)，溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果表現(xiàn)出良好的一致性，從而驗(yàn)證了仿真模型的可靠性。此外，本文還分析了導(dǎo)致實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果存在差