2011CB012800G多时空脉冲强磁场成形制造基础研究

项目名称：多时空脉冲强磁场成形制造基础研究首席科学家：李亮华中科技大学起止年限：依靠部门：教育部一、要点科学识题及研究内容2.1拟解决的要点科学识题本项目针对航空航天领域中要点复杂板金构件精准塑性流动控制成形、多层空心板构造的强磁场扩散与胀形、壁板构造强磁场引诱成形、复杂管件成形与连接等共性要点技术问题，以多时空脉冲强磁场的调控规律、耦合高能磁场与温度场条件下的高应变速率对组织构造演变和内应力散布的影响、时空散布的力场-热场-应变场耦合作用及其对资料成形成性控制为探究和认识的打破点，揭露基于多时空脉冲强磁场的成形制造过程的科学规律，成立和发展控形与控性相联合的柔性成形制造新原理和核心技术系统。1）多级多向脉冲强磁场的时空散布规律及其成形力场的调控传统电磁成形技术所使用设施存在能量低、磁场低、线圈强度低、线圈构造单调，没法知足复杂构造工件的成形成性要求，为此提出多级多向脉冲强磁场电磁成形系统方案，以实现工件多级加载、分区成形以及模具夹具电磁一体化设计。其面对的主要难点和拟解决的要点科学识题包含：研究多级多向线圈系统磁场与电磁力时空散布，解决电磁场、力场、温度场和位移场间耦合剖析难题；研究高场强磁体线圈构造优化设计与加强技术，解决特定空间散布磁场的实现、线圈结构与布局最优化等难题；研究多模块脉冲电源共同充放电与时序控制控制技术，解决模块化电源与多时序控制的难题。在解决上述要点科学的基础上，成立多级多向线圈高速电磁成形系统理论与方法。2）多时空脉冲强磁场作用下资料流动规律及成形成性控制在多时空脉冲强磁场作用下，金属资料不单产生高应变速率变形，同时还存在着时空散布的力场-温度场-应变场间的互相作用，这将使金属资料的塑变流动行为及性能发生明显的变化，并存在着与准静态变形不一样的缺点生成和湮灭机制，是一个高度非线性的瞬态问题。揭露这一过程的科学规律，是实现轻金属材料的成形成性制造的基础。其面对的主要难点和拟解决的要点科学识题包含：材料特征、工件形状、成形力及成形速度等都会影响塑性流动的平均性，研究金属资料的本构模型、塑变流动规律、金属资料连结的界面扩散体制、以及金属资料成形过程中的缺点生成和湮灭体制；商讨成形过程中剩余应力的散布与控制方法、资料平均性流动控制方法、以及成形精度控制方法；研究多时空脉冲对成形构件服役性能的影响；建立高应变速率及多场耦合下的金属资料成形过程的物理模型，并经过数值模拟技术，实现电磁成形工艺的优化。3）脉冲强磁场驱动下资料高速变形的微观构造演变与控制资料在脉冲强磁场作用下成形是在电磁场、涡流场、温度场和力场的交互作用下的高速变形，资料的变形行为既不一样于准静态下的低速变形，也不一样于惯例的由单调力场作用的高速变形（如Hopkinson杆实验），特别是关于高温变形，强磁场拥有促使固态相变和加强原子固态扩散过程的效应。所以，在多场作用下，金属资料高速变形会将产生不一样惯例的构造变化，这些构造变化从而影响电磁成形后零零件的服役性能。所以需要研究资料在脉冲强磁场作用下的微构造特点，成形工艺对资料组织构造的影响，如位错的萌发与运动、孪晶、剪切带、亚构造的形成条件与影响要素；研究电磁高速变形下剩余应力形成机理、影响要素、及其在服役过程中的稳固性；研究电磁连结过程中的原子扩散行为及异类资料的复合机理；研究电磁成形中资料的断裂行为与无效体制。经过对典型构造件在电磁高速变形下组织构造的系统剖析，揭露金属资料在脉冲强磁场作用下的变形机理。经过对在不一样工艺下成形，拥有不一样微构造特点的成形件的力学性能测试，成立电磁成形工艺－微观构造－宏观力学性能三者之间的关系，为脉冲强磁场成形系统设计及成形工艺的优化供给理论指导。2.2主要研究内容1）多级多向脉冲强磁场系统构造布局优化及设计准则研究传统电磁成形能量低、成形能力有限，难以实现大尺度、复杂构件的高精度成形，为此，提出成立多级多向脉冲强磁场电磁成形系统。针对不一样成形构造，研究磁场与电磁力时空散布规律，提出磁场与电磁力特准时空散布的实现方法；研究在不一样材质与不一样构造中，磁场穿透与涡流在工件及模具中的散布规律；揭示工件运动及变形过程中磁能与动能变换关系；研究实现上述功能的多级多向脉冲强磁场系统建模，提出高场强电磁线圈以及高功率密度、高靠谱性模块化脉冲电源与时序控制系统设计；成立多级多向线圈高速电磁成形系统理论与方法。具体研究内容包含：多级多向线圈系统及磁场时空散布与电磁力的调控复杂构造中磁场穿透、涡流散布以及能量变换规律多级多向脉冲强磁场系统建模与设计准则高性能、轻量化构件多时空脉冲强磁场可工程应用的集成科学基础研究2）多时空脉冲强磁场作用下的资料宏观成形过程的基础问题研究针对航空航天领域轻质合金板管零件变形量大、资料成形性能差，致使惯例成形方法难以精准成形等问题，系统睁开轻合金在多时空脉冲强磁场下迅速成形的机理、特点、性能影响体制和影响规律等基本问题的研究。环绕要点科学识题，成立金属资料在高速变形下的本构模型，揭露塑变流动规律，掌握金属资料连结的界面扩散体制、以及金属资料成形过程中的缺点生成和湮灭体制；研究脉冲强磁场作用下的构件内应力演化及剩余应力散布规律，成立壁板脉冲强磁场加强、调形与成形及其路径规划的理论方法；研究多时空脉冲对成形构件服役性能的影响，探究高速成形过程控制方法，实现成形工艺优化。详细研究内容以下：多时空脉冲强磁场作用下的资料塑性流动行为及其精准成形控制多时空脉冲强磁场驱动资料超塑性流动及超塑/扩散连结机理时空脉冲强磁场引诱资料流动的精准调形与调性多时空脉冲强磁场驱动资料局部流动行为及复合界面控制3）电磁驱动高速变形下资料的微观构造演变规律及性能研究针对我国航空航天运载器常用的典型铝合金及钛合金，系统研究这两类资料在电磁高速变形条件下微构造特点及变形机理，以及微观构造对资料力学性能的影响规律。要点研究典型铝合金和钛合金在电磁高速变形作用下不一样晶体缺点（位错、孪晶、绝热剪切带）的形成条件及影响要素，研究电磁驱动下涡流和温度的交互作用对资料的变形行为和微观组织构造的影响；研究电磁高速变形作用下资料的断裂行为无效体制。别的，经过对在不一样工艺下成形，拥有不一样微构造特点的成形件的力学性能测试，成立成形工艺-组织构造-资料性能之间的关系。主要研究内容包含：电磁驱动高速变形下的资料微构造演变规律及变形机理电磁驱动高速变形下资料微构造的温度响应规律电磁驱动高速变形下资料的断裂行为及无效准则电磁高速成形后资料的力学性能与微观构造的关系二、预期目标3.1整体目标针对脉冲强磁场成形技术在板管零件制造方面的巨大技术优势和基础单薄的现状，环绕我国航空航天运载器对高性能、高靠谱性板管构件重要需求，经过对多级多向脉冲强磁场成形技术装备原型的创新设计，全面揭露多时空脉冲强磁场作用下的塑性流动、扩散复合及组织构造演变等科学规律，成立以控形与控性相联合的脉冲强磁场柔性成形制造新原理和核心技术系统，实现传统电磁成形的协助成形向超凡能场驱动下的精准塑性流动控制的直接成形的跃升，实现我国板管零件成形制造能力的打破与超越，适应复杂、高性能、大尺寸以及难变形资料板管零件的成形成性要求，强有力地支撑国家安全与公民经济的可连续发展。3.2五年预期目标1）理论研究方面：完美并成立多时空脉冲强磁场成形制造的理论系统，解决复杂板管零件成形制造过程的科学识题，揭露电磁驱动高速变形下资料的微观构造演变规律及变形体制，使我国的多时空脉冲强磁场成形制造研究水平跻身国际前列。（1）成立多时空脉冲电磁力场的设计理论与方法，在多场耦合剖析及特定成形力场的设计、高强度磁体设计与构造优化、多模块电源与时序控制等理论分析与设计方面获得打破；（2）揭露多时空脉冲强磁场对资料大变形过程的塑性流动及其缺点形成的影响规律，揭露成形零件形状与质量与电磁成形工艺参数和电磁力场时空散布间规律，发展一种复杂板金构件精准塑性流动控制成形方法。（3）揭露多时空脉冲强磁场的加载作用与路径对小变形过程的变形几何学规律的影响规律，说明脉冲强磁场作用下的构件内应力演化及剩余应力散布规律，成立鉴于偏差赔偿反应的零件外形调控方法，发展一种鉴于调形调性的壁板和蒙皮构造的抗疲惫制造方法。（4）揭露强磁场驱动作用下资料超塑性流动规律和界面扩散行为规律，阐明磁场、温度场和力场耦合作用下的超塑性变形微观组织和缺点演变规律，揭露多场耦合作用对超塑变形体制和扩散动力学的影响，提出利用强磁场驱动作用下的空心构造制造新方法。（5）揭露脉冲强磁场对资料局部塑性流动及其缺点形成的影响规律，提出异型管材零件脉冲强磁场成形制造新方法。（6）说明电磁驱动高速变形下资料的微观构造演变规律，揭露资料在多场交互作用下的高速变形机理和断裂无效体制。2）技术应用方面：为我国航空航天运载器中的一些要点板管零件的高性能、高效率和高质量制造供给核心技术，成立复杂板管零件多时空脉冲强磁场制造技术系统，获得原创性的研究成就。（1）成立多级多向电磁成形系统理论与方法，打破多级多向脉冲强磁场设计与制造的要点技术，创立多级多向脉冲强磁场成形技术装备原型，可供给大于40特斯拉的磁场强度，电源能量不低于1000kJ，能实现三级以上脉冲强磁场的控制，并拥有电磁协助加热、电磁成形、电磁压边和工装一体化功能，实现对高性能复杂板管零件的成形制造试验及控制，为睁开脉冲强磁场成形技术研究确立基础。（2）打破多时空脉冲强磁场作用下大尺寸、高妙径比、强塑性流动的筒形构造零件成形制造的要点技术，并在某导弹蒙皮制造中获取考证。（3）打破多时空脉冲强磁场作用下大尺寸、小曲率、弱塑性流动的壁板或蒙皮构件成形成性制造的要点技术，并在大型客机机身蒙皮制造中获取考证。（4）打破强磁场与电场交互作用下多层空心构造制造的要点技术，并在某飞机舱门构造单元件的制造中获取考证。3）论文、人材方面：（1）发布论文180篇以上，此中SCI和EI收录100篇以上，撰写专著1～3本，申报专利15~25项。（2）培育一批在脉冲强磁场成形及有关领域的中青年学术带头人，浮现出一批优异中青年人材，包含博士后、博士和硕士100名左右，造就一支拥有重要国际影响的成形制造研究队伍，在此基础上，争取1个国家创新团队。三、研究方案4.1整体研究思路整体研究思路如图1所示。成形新技术需求航空航天运载器：导弹蒙皮、多层空心构造、整体壁板、异型管件等成形要求：·平均大塑性变形·减小回弹·精准控形控性·轻量化、长寿命·高靠谱性、低成本多时空脉冲强磁场成形制造：实现复杂、大尺寸以及难变形资料板管零件的成形成性制造。

要点科学识题多级多向脉冲强磁场的时空散布规律及其成形力场的调控多时空脉冲强磁场作用下资料流动规律及成形成性控制脉冲强磁场驱动下资料高速变形的微观构造演变与控制

主要研究内容·多级多向脉冲强磁场系统构造布局优化及设计准则·多时空脉冲强磁场作用下的资料塑性流动行为及其精准成形控制·多时空脉冲强磁场驱动资料超塑性流动及超塑/扩散连结机理·多时空脉冲强磁场诱导资料流动的精准调形与调性·多时空脉冲强磁场驱动资料局部流动行为及复合界面控制·电磁驱动高速变形下资料的微观构造演变规律及性能

源泉创新成就揭露多时空脉冲强磁场作用下的金属资料塑性流动、扩散复合、组织构造演变等科学规律。多时空脉冲强成立鉴于多时空脉冲强磁场的柔磁场性成形成性制造成形新原理、新理论制造、新系统。装备原型打破复杂难成形板管件成形制造技术瓶颈，在某导弹、大飞机的蒙皮和舱门等单元构造件中得到考证。电磁成形从“传统的协助成形”向“整体直接成形”跃升理论源泉

多科学交错：制造科学、电磁学、力学、资料科学、物理学、信息科学数字化建模-仿真-实验考证：理论剖析、数字化仿真、物理模拟、试验考证图1整体研究思路项目针对航空航天用轻质合金深冲型构件、壁板类构件、管类构件和空心构件等要点零件成形制造的科学识题，成立多时空脉冲强磁场成形制造装备原型，环绕复杂板金构造精准塑性流动控制成形、多层空心构造超塑扩散连结与胀形一体化制造、蒙皮壁板构造控形控性、异型管材零件成形等要点共性技术研究，在多级多向脉冲强磁场的时空散布规律及其成形力场的调控、多时空脉冲强磁场作用下的金属资料流动规律及成形成性控制、金属资料在电磁成形过程中的微观结构演变及性能变化规律等基础科学识题方面获得打破，揭露鉴于多时空脉冲强磁场的成形制造过程的科学规律，成立和发展控形与控性相联合的柔性成形制造新原理和核心技术系统，加强航空航天板管类要点零件的成形制造能力，提升我国的高端成形加工技术水平，知足国家重要战略工程发展的需要。4.2研究技术路线1）多级多向脉冲强磁场系统集成及其时空散布研究针对轻质合金资料、大尺度与复杂工件高精度的成形难点，研究技术路线为：第一研究多级多向脉冲强磁场系统理论剖析与建模，揭露多线圈系统磁场与电磁力时空散布规律，并进一步说明磁场穿透、涡流在工件及模具中的散布规律、工件运动及变形过程中磁能与动能变换关系。在此基础上，提出高场强脉冲电磁线圈以及高功率密度、高靠谱性模块化脉冲电源与时序控制系统设计方案，成立多级多向线圈高速电磁成形系统理论与方法。在电磁场理论剖析和电磁力时空散布设计方面，针对成形对象的机电特征、构造等特点，剖析所需电磁力散布、大小，反演出磁场与涡流散布要求，并进一步提出线圈系统与电源设计方案。在此基础上，成立全系统理论仿真剖析模型，对成形过程中的磁场、涡流、电磁力等参数进行考证，提出最优化构造布局与设计准则研究。多时空脉冲强磁场系统采纳多个磁体线圈、多套脉冲电源的系统方案。线圈按早先设计的地点进行部署，每套线圈由一套脉冲电源独立供电，成形过程中，每套脉冲电源依据其对应线圈产生磁场的方向与功能不一样而在时序上独立控制，从而实现磁场与电磁力的时空散布控制，在资料的变形过程中施加多级多向的电磁力，以适应复杂、高性能、大尺寸以及难变形资料板管零件的成形要求。磁体线圈采纳高强高导资料绕制、高强度纤维加强的散布式加固构造，所产生的磁场可到40特斯拉以上。电源采纳自愈型金属化膜电容器，实现高靠谱性、高储能密度和小型化设计。电源电源电源电源模具工件模块1模块2模块3模块4一级涡流线圈电路时序控制系统二级涡流线圈电路一级电二级电一级涡二级涡磁力线磁力线流线圈流线圈圈圈电源系统原理图一级电磁力线圈电路二级电磁力线圈电流

123i一级电磁力线圈电流一级涡流线圈电流二级涡流线圈电流

二级电磁力线圈电路多级多向电磁成形原理图t线圈电流图2两级两向脉冲强磁场成形系统表示图图2为两级两向成形系统表示图，其工作原理为：一、二级涡流线圈主要产生与工件垂直的短脉冲磁场，在工件中感觉涡流；一、二级电磁力线圈主要产生与工件平行的长脉冲磁场，与工件中的涡流互相作用形成电磁力推进工件向模具运动。开端时刻，触发一级涡流线圈和一、二级电磁力线圈，工件在电磁力作用下由开端地点1变形到地点2，因为一级涡流线圈与工件的距离增添，涡流减小，此时启动二级涡流线圈增添工件中的涡流，使其在一、二级成形线圈的作用由地点2连续运动到地点3与模具接触，实现最后成形。该方案中，依据产生涡流与产生电磁力的不一样功能，垂直场与平行场分别由不一样线圈产生，能实现独立设计与控制；涡流线圈将一个大线圈分为一、二级两个小线圈，既减小了电路的时间常数，简单实现短脉冲，从而在工件中产生强涡流，同时又能依据工件的位置分时序控制产生涡流；电磁力线圈的地点依据工件成形要求部署，保证工件中连续的电磁力作用。2）鉴于多时空散布脉冲强磁场成形制造技术针对多时空脉冲强磁场的电磁成形制造技术，研究技术路线为：第一经过实验研究的方法，揭露金属资料在电磁力驱动和多场耦合作用下的塑变流动行为以及金属资料连结界面扩散行为；在此基础上，成立电磁力作用下的金属资料的流动模型和缺点表征模型，实现金属资料电磁成形过程的有限元模拟，以揭露电磁成形的普适规律；而后，进一步研究多时空散布脉冲强磁场作用下的资料流动规律，以及成形构件的服役性能和力学性能变化规律，建立多时空脉冲强磁场的随形散布模型和时序控制模型，以实现成形成性制造。在大变形塑变流动控制成形方面，将鉴于金属资料在电磁力作用下的塑性流动规律，经过抽象几何特点，商讨资料的塑形流动过程与几何特点间的关系；通过不一样的分时加载时间间隔，研究电磁力的作用时序对资料流动的影响，并商讨电磁力与惯性力的互相作用体制。以ANSYS为平台，成立有限元剖析模型和数值计算方法，并经过物理模拟考证和优化调整剖析模型。采纳神经元网络技术，实现鉴于有限元剖析的电磁成形工艺优化，并成立多时空脉冲强磁场时空散布模型与几何特点的对应关系。在强磁场驱动超塑性流动和扩散连结方面，在磁场环境中，采纳高温拉伸试验和扩散连结试验，研究试验参数对超塑性流动规律和界面扩散行为的影响，采用小型试样进行超塑胀形试验，研究双向应力状态下的超塑性流动规律，应用现代剖析手段和理论剖析，研究界面元素扩散规律及动力学；依据空心构造特点，协调设计磁力扩散、磁力胀形和加热单元方案，将线圈部署于需要连结的地点，利用电磁力实现连结与扩散。同时，在相邻两板上施加反向电流，依靠电磁力实现板件胀形。在强磁场引诱小变形流动成形方面，采纳小型试样试验，研究磁场力散布、加载路径和磁场参数等对变形特点和组织性能变化；采纳光学无接触丈量等数字化外形丈量方法，研究工艺参数与实质外形偏差和理论零件外形之间的内在规律，成立零件外形的调控方法；应用现代测试手段研究内应力演化、剩余应力分布和微观组织演化规律；依据壁板单元试验件的构造特点，经过睁开磁场散布、加载路径和磁场参数等设计与试验，研究工艺参数对壁板单元件的内应力场和外形精度等的影响。在研究强拘束条件下局部金属电磁流动成形与连结方面，采纳平面胀形和管材试验研究强磁场作用下的金属局部流动规律，评论缺点及其形成体制。在获取有关规律的前提下，优化磁场时空特征参数和外场拘束参数实现异形管件的成形与控制。在复杂金属管件连结成形方面，采纳螺线管线圈，利用磁场与金属管中涡流之间的互相作使劲将外管推向内管，从而实现连结。在金属管复合方面，将经过螺线管线圈部署，实现胀形复合和缩径复合两种加工模式。3）电磁高速变形微构造特点及变形机理研究在电磁高速变形资料微构造特点和变形机理的研究方面，以典型Al合金和Ti合金为对象，以单轴拉伸/压缩实验以及简单胀形（Bulge）实验为标准，研究电磁高速变形规律。经过磁场强度和脉宽的调控，实现应变率、应变量和涡流大小的变化，研究应变率、因变量和涡流对资料变形行为的影响。为了防止涡流的趋肤效应付变形的不平均性影响，我们拟利用Hopkinson杆标准实验，并在样品上施加脉冲电流，以说明脉冲电流对资料高速变形行为和微构造的影响。借助SEM、TEM（HRTEM）、XRD等先进的微观剖析手段研究资料在高速变形后的晶体缺点特点和演变规律，从而揭露电磁高速变形的微观机理。借助XRD极图剖析技术，研究资猜中的织构现象。一般认为，电磁高速变形下绝热剪切带以及微裂纹的形成可能源于微孔洞的产生，为此，采纳正电子湮灭技术研究资料在高速变形过程中的空位及微孔洞的形成及齐集过程，揭露电磁高速变形资料的断裂机制。采纳数值模拟方法剖析电磁高速变形裂纹尖端应力场合应变场的散布，以及高速变形产生的弹性波对裂纹扩展的扰动效应，成立电磁高速变形的资料的无效准则。别的，经过资料在变形过程中的热力学计算和动力学剖析，从理论上剖析各样晶体缺点的形条件，成立缺点演变的晶体学模型。最后，经过对在不一样工艺下成形，拥有不一样微构造特点的成形件的力学性能测试，成立成形工艺-微观结构-力学性能之间的关系。4.3可行性剖析本项目最实质的创新在于：在金属资料成形过程中，经过多时空散布的脉冲强磁场，对金属资料施加不一样时序和空间上的电磁力，从而控制资料的流动和扩散过程，实现金属资料的成形成性制造。当前，脉冲强磁场理论和技术的发展，为实现脉冲强磁场的多时空散布，从而控制电磁力的时空散布供给了理论和技术支撑；而力是驱动资料流动成形的基础，能够控制力的散布及其作用的时序就能控制资料的流动。所以，不论从原理上仍是技术支撑上本项目都是可行的。本项目主假如针对航空航天领域轻质合金板管类零件的成形制造问题睁开的。其要点难点包含：在板管类零件的电磁成形（连结）过程中，脉冲强磁场与资料间的互相作用存在着动向的非线性关系，一定对多级脉冲强磁场进行高效精确的时序调控，才能形成驱动板管类零件成形（连结）的有效劳场散布；资料的变形（扩散）过程中关系着复杂的电磁场-力场-温度场-应变场的多场耦合作用，直接限制着成形（连结）质量和性能，一定对整个成形过程进行有效的展望和控制。项目构成员单位的工作累积，为解决上述要点难点问题确立了优异的基础。华中科技大学依照国家脉冲强磁场科学中心的技术优势，建立了多线圈系统的建模和数值模拟技术，实现了对电磁场、涡流场、温度场、力场及位移场的耦合剖析，开发了拥有自主知识产权的剖析软件。在线圈研制方面，采纳散布式加固等技术实现了一系列50~75特斯拉不一样种类脉冲磁体线圈。在多级线圈方面，项目首席科学家李亮教授成功研制出两级脉冲磁体线圈，将其应用于荷兰自由电子激光器，实现世界首台脉冲磁场盘旋共振装备，并参加美国国家强磁场实验室四级脉冲磁系统统的线圈系统研制开发，成功实现89特斯拉的世界最高场强。在高功率密度、高靠谱性模块化脉冲电源与时序控制系统方面，已采纳高储能密度电容器、光触发晶闸管开关等技术，实现了15个1MJ/25kV/50kA模块的电容型脉冲电源系统。每个模块都有独立的充电系统和放电开关，全部模块的充、放电由装置的控制系统按早先设定的时序来实行，为解决多级多向脉冲电磁成形的电源与控制技术难题确立了基础。中航工业北京航空工程制造研究所、北京航空航天大学、西北工业大学等单位，先后采纳冲压成形、旋压成形、弯管成形、超塑成形与超塑成形/扩散连结技术、喷丸成形和时效成形技术分别制造出了航空航天运载器的大型板金构造件、复杂管件、空心构造和整体壁板等要点构件，对现有成形制造技术存在的问题有深刻的理解，从而使项目组能够很好地掌握研究方向，明确需求，攻陷要点科学识题和技术难题。哈尔滨工业大学是我国最早从事电磁成形制造技术研究的单位之一，近三十年来系统地研究了管胀形、缩径与连结，平板成形与冲裁，高强度铆钉低压电磁铆接等典型工艺及典型线圈构造。研制开发了电磁成形机十余台，用于国内多家单位的实验研究和生产，为我国航天型号舱体的精细成形研制了电磁校形装置和工艺，明显提升形位和尺寸精度，为后续数控加工及装置精度供给必需保证。研制的电磁翻孔工艺解决了航天发动机管路系统中大批使用的三通、四通铝合金接头的成形难题。在异种金属管电磁成形机械连结的基础上，系统进行了铝合金-碳钢管电磁成形连结的动向响应，已获取较高质量的冶金连结接头。此外，华中科技大学在板料成形过程的数值模拟技术方面已睁开了系统深入地研究，在板材大变形塑性流动成形过程的数学模型成立、逆算法求解技术、动力显示算法求解技术等方面累积了大批成就，并在航空航天、汽车等领域大型复杂板金零件成形制造中获取应用，获取国家科技进步二等奖。与此同时，华中科技大学在自然科学基金等项目的支持下，已经深入睁开了变速变载条件下的板料成形行为的研究工作，以及电磁成形过程的建模和数值模拟研究，并以ANSYS为模拟平台，成立了电磁成形过程的三维有限元剖析模型和数值计算方法，实现了电磁场和构造场的一致耦合剖析。西北有色金属研究院是我国轻合金资料的研究与开发基地，在钛合金环形气瓶、钛合金燃料储箱、钛合金锥形件、高精度钛管、钛合金毛细管、钛合金板材及钛∕钢复合板等加工和成形制造方面累积了丰富的研制和生产经验。中科院物理研究所在金属资料微构造演化、裂纹形核与扩展、断裂机理、构造相变、物性等做出了一系列有特点和国际影响力的工作，受到国内外同行的重视和关注。上述研究工作表示，项目组已经具备了各项研究内容的理论基础和技术能力，为达成本项目的各项研究内容，达到本项目研究目标，供给了坚固的保障。4.4创新和特点1）特点（1）本项目提出的脉冲强磁场成形制造技术是一项绿色柔性先进制造技术，加工过程无生态污染，脉冲力无需经过传力介质施加于板料，且脉冲成形力和约束力可依据变形状况无级调整，并可依据零件金属流动特点在空间上施加有益于变形进行的脉冲力，降低了成形过程的摩擦效应和不平均变形，明显提升资料的变形极限，有益于难变形资料的复杂构造成形。（2）多时空脉冲强磁场成形制造技术是一项包含资料科学、塑性加工、电磁学、力学、控制科学和计算机科学在内的多学科交错的创新技术，既是电磁学领域的新课题，也是先进制造技术和资料领域的新方向。（3）本项目是以多级多向脉冲强磁场为核心，并用电磁力代替现有板管零件制造技术的施力介质，能够衍生出一批板管零件成形的新方法，拥有扇形辐射带动作用，经济技术效益巨大。2）创新（1）提出了多级多向脉冲强磁场电磁成形系统以及以电磁力取代传统机械夹具的创新思路，成立多时空脉冲强磁场电磁成形装备原型，达成垂直场与平行场的独立控制，实现工件多级加载、分区成形以及协助加热、模具夹具电磁一体化设计，灵巧性高，成立控形控性的电磁制造新方法。（2）提出一种经过多时空散布的脉冲强磁场的复合作用，实现轻合金资料大变形塑性流动的新方法，揭露了多时空散布电磁力作用下的金属资料流动规律及其调控方法，为航空航天运载器等领域的大型轻合金复杂板金件，供给了崭新的柔性电磁成形成性制造技术。（3）创新了一种鉴于电磁力的多层板空心构造件超塑性扩散连结和胀形的一体化制造技术，揭露了强磁场、温度场和力场耦合作用下的超塑性流动行为和界面扩散行为规律，说了然强磁场对超塑变形和扩散过程的影响体制，为航空航天领域的一些空心构造构件的高效、低成本制造供给了一条重要门路。（4）初次采纳鉴于多时空散布脉冲强磁场实现异种金属管的机械扩散连结，揭露了电磁力作用下的机械扩散连结工艺参数与接头力学性能及微观构造的影响体制，探了然异种金属管电磁连结时复合界面颠簸体制，为解决航空航天领域复杂管路系统的制造难题确立了基础。（5）初次提出了采纳多级多向脉冲强磁场技术成形整体壁板的新方法，揭示了脉冲强磁场作用下的加载作用规律和加载变形几何学规律，说了然脉冲强磁场作用下的构件内应力演化及剩余应力散布规律，为提升壁板表面完好性，极大的降低大型壁板构件制造成本，解决我国长寿命、低成本大型整体壁板的制造难题确立了基础。4.5课题设置1）各课题间互相关系本项目课题设置主要环绕多级多向脉冲强磁场的时空散布规律及其成形力场的调控、多时空脉冲强磁场作用下的资料流动规律及成形成性控制、脉冲强磁场作用下资料高速变形的微观构造演变与控制等要点科学识题睁开，以多时空脉冲强磁场成形制造装备原型为基础，成立新的控形与控性相联合的柔性成形制造技术系统。以航空航天用轻质合金深冲型构件、壁板类构件、管类构件和空心结构等要点零件的成形加工共性技术为研究对象，睁开多时空脉冲强磁场成形制造基础科学识题研究。依据本项目的整体思路和预期目标，设置以下六个课题：（1）多级多向脉冲强磁场系统构造布局优化及设计准则（2）多时空脉冲强磁场作用下的资料塑性流动行为及其精准成形控制（3）多时空脉冲强磁场驱动资料超塑性流动及超塑/扩散连结机理（4）多时空脉冲强磁场引诱资料流动的精准调形与调性（5）多时空脉冲强磁场驱动资料局部流动行为及复合界面控制（6）电磁驱动高速变形下资料的微观构造演变规律及性能2）课题之间的关系性：多时空脉课题三课题四冲强磁场空心构造类构件壁板类构件成形制造超塑性流动及超塑/资料流动的精准调技术系统扩散连结机理形与调性课题一课题二课题五深冲型构件多级多向脉冲管类构件强磁场系统结塑性流动行为及其局部流动行为及其构布局优化及精准成形控制复合界面控制设计准则电磁驱动下课题六资料微观组电磁驱动高速变形织构造演变下资料的微观构造理论基础演变规律及性能图3课题设置思路及关系性表示图本项目的课题设置思路及其关系性如图3所示，此中，课题1多级多向脉冲强磁场成形装置是睁开多时空电磁精准成形研究的平台基础；课题2-5环绕电磁成形平台分别睁开深冲型构件、空心构造类构件、壁板类构件、管类构件等要点零件的成形加工共性技术及理论问题的研究，揭露板管类金属资料流动规律及成形成性控制机理；经过课题1-5的研究，成立多时空脉冲强磁场成形制造的技术系统。课题6针对课题2-5中的要点共性基础理论问题，研究金属资料在高能电磁场以及电磁成形过程中的微观构造演变及性能变化规律，为多时空脉冲强磁场成形制造技术供给理论依照。所以，本项目课题的设置既互相独立又互相关系，构成了一个完好的多时空脉冲强磁场柔性成形制造技术系统，在传统成形加工技术的基础长进行了丰富和完美，能够为我国轻质合金资料成形制造业的进一步发展供给新的理论基础和技术贮备。课题详细状况以下：物理模型、数学模型以课题1：多级多向脉冲强磁场系统构造布局优化及设计准则研究目标：针对轻质合金资料、大尺度与复杂工件高精度的成形难点，研究多级多向脉冲强磁场系统理论剖析与建模，揭露多线圈系统磁场与电磁力时空散布规律；揭示不一样材质与不一样构造中，磁场穿透、涡流在工件及模具中的散布规律、工件运动及变形过程中磁能与动能变换关系；提出高场强电磁线圈以及高功率密度、高靠谱性模块化脉冲电源与时序控制系统设计；成立多级多向线圈高速电磁成形系统理论与方法。研究内容：（1）多级多向线圈系统及磁场时空散布与电磁力的调控研究多线圈系统中磁场时空散布规律；研究垂直场、平行场、脉冲等效频次等参数对涡流与电磁力的作用关系；研究电磁力作用下工件运动规律；揭露线圈系统空间散布及电源系统时序控制对电磁力的调控机理；研究多线圈系统中线圈与电源之间的耦合关系。（2）复杂构造中磁场穿透、涡流散布以及能量变换规律成立复杂三维构造中磁场穿透与涡流散布模型，研究在不一样磁场作用时间、不一样材质、不一样构造对磁场穿透与涡流散布的影响；研究工件运动过程中，磁场在工件中散布、运动电势与变压器电势、涡流散布以及电磁力之间的复杂耦合机理；研究涡流消耗以及电能-磁场-电能-热能之间的能量变换关系。（3）多级多向脉冲强磁场系统建模与设计准则研究多级多向脉冲强磁场全系统与子系统几何模型、及虚构设计技术；提出电-磁-热-力多物理场耦合作用下强电磁线圈构造优化方案，实现特定空间散布磁场线圈设计；研究高精度、可重复脉冲充电与多模块脉冲电源充放电及脉冲波形调控技术，实现电源与磁体线圈系统组合最优化技术；研究电源系统时序逻辑控制规律，实现磁场特准时序控制；（4）高性能、轻量化构件多时空脉冲强磁场可工程应用集成科学基础研究针对航空航天轻质合金资料、大尺度与复杂工件；建立多级多向线圈高速电磁成形原理样机与实验测试平台；进行成形设施与工艺参数的优化考证明验；依照成形工件检测结果以及理论仿真对照，对平台模型进行校准与修正，形成多级多向线圈高速电磁成形系统理论与方法。经费比率：27%担当单位：华中科技大学、哈尔滨工业大学课题负责人：李亮学术骨干：潘垣、赵志衡、韩小涛、彭涛、丁洪发课题2：多时空脉冲强磁场作用下的资料塑性流动行为及其精准成形控制研究目标：针对航空航天领域难以成形的大型轻质合金薄壁壳体零件，研究在多时空脉冲强磁场作用下，板料的塑性流动规律及其成形过程的控制方法，商讨高速成形状况下，摩擦、回弹及碰撞对成形过程和成形质量的影响规律，建立多时空脉冲强磁场作用下的板料塑性成形过程的模拟模型，实现大型轻质合金薄壁壳体零件的成形成性制造。研究内容：（1）高速成形条件下的资料塑性流动行为及本构模型研究轻合金资料在电磁力的高速驱动下，资料的力学响应行为及有关力学参数的表征，揭露资料的塑形流动规律，商讨脉冲强磁场参数、资料参数及成形边界条件参数间的关系，成立高速成形条件下的资料本构模型、以及资料成形极限的变化规律。为电磁成形过程数值模拟，以及成形工艺的优化确立基础。（2）高速成形条件下的板料与工模具间的互相作用与成形缺点的表征研究板料在电磁力高速冲击下，板料与模具间的摩擦行为，以及板料与模具间高速碰撞行为；研究板料高速成形过程中的回弹、起皱、变薄、破碎规律，以及资料内部缺点扩展机理，商讨成形缺点的辨别与表征方法。为多时空脉冲强磁场作用下的板料成形过程控制确立基础。（3）多时空脉冲强磁场作用下的板料塑性成形过程控制研究多时空脉冲强磁场作用下，电磁力与惯性力的耦合作用及其对板料成形过程的影响规律，商讨惯性碰撞反弹的表征及其克制方法；成立板料的塑性流动与零件几何特点间的关系，研究板料精准贴模的电磁力力场散布及回弹控制、变压边力及其与成形过程的协调控制，以及多时空脉冲强磁场随工件成形特点的分布方法；研究磁场、电场等多场耦合作用对构件力学性能的影响规律，成立多时空脉冲强磁场作用下板料精准成形工艺的优化设计准则。（4）多时空脉冲强磁场作用下的板料成形过程数值模拟及工艺优化研究鉴于多时空脉冲强磁场的电磁成形过程仿真方法，商讨电磁力场、惯性力场、应变场间的耦合作用关系及其表征方法，成立板料塑性流动成形有限元分析模型、以及电磁成形质量评论模型；研究鉴于有限元模拟的电磁成形工艺参数优化方法，以及多时空脉冲强磁场的优化时空散布方法，从而为大型薄壁壳体零件的成形与成性的电磁成形制造供给科学的指导。经费比率：16%担当单位：华中科技大学、西北工业大学课题负责人：李建军学术骨干：李雄伟、莫健华、柳玉起、郑志镇课题3：多时空脉冲强磁场作用资料超塑性流动及超塑/扩散连结机理研究目标：研究磁场、温度场和力场耦合作用下的单轴超塑性流动行为、平面应力状态磁力胀形金属流动和界面扩散行为规律，揭露强磁场对超塑变形和扩散过程的影响体制；在此基础上，针对典型空心构造，经过睁开坯料、磁场时空散布、模具的共同设计和数值模拟研究，并鉴于上述研究成就，成立面向空心构造的强磁场扩散与胀形过程的有限元模型，研究磁场参数、变形参数及其耦合对成形过程及其缺点形成的影响，提出利用强磁场扩散与胀形复合技术制造空心构造的新方法，进一步拓展与提升强磁场在成形技术方面的应用水平易范围。研究内容：（1）强磁场作用资料超塑性流动规律与本构模型研究资料在强磁场、温度场和力场耦合作用下超塑性流动行为规律，成立其超塑性本构模型；研究资料在平面应力状态下磁力胀形金属流动规律及极限评价，并成立磁力散布、磁力柔性压边力、零件形状间的对应关系；研究强磁场、温度场和力场耦合作用下超塑变形组织演变与机理。（2）强磁场作用资料超塑扩散连结界面控制及其体制研究研究强磁场、力场、温度场等多场耦合作用下的超塑扩散连结界面质量的影响；研究多场耦合作用下的界面元素扩散规律，揭露扩散系数和扩散力与有关参量之间的经验规律；剖析强磁场对空隙扩散体制和空位扩散体制的影响，揭露强磁场加强金属原子扩散的物理实质。（3）面向空心构造的强磁场时空散布设计及其成形过程的控制与优化鉴于空心构造特点，睁开坯料、磁场时空散布、模具的共同设计研究，并基于上述研究成就，成立面向空心构造的强磁场扩散与胀形过程的有限元模型，开展成形过程数值模拟研究，剖析强磁场与变形参数对金属流动规律和缺点形成的影响；研究面向空心构造的强磁场扩散与胀形的实现方法，研究磁场参数、变形参数及其耦合对成形过程及其缺点形成的影响，研究磁场、电场等多场耦合作用对资料服役性能的影响规律；提出利用强磁场扩散与胀形复合技术制造空心构造的新方法。经费比率：15%担当单位：中航工业北京航空制造工程研究所、上海交通大学课题负责人：侯红亮主要学术骨干：姜波、张文龙、赵冰、王耀奇课题4：多时空脉冲强磁场作用引诱资料流动的精准调形与调性研究目标：研究脉冲强磁场作用下的加载作用规律和加载变形几何学规律，成立鉴于误差反应的零件外形调控方法；研究脉冲强磁场作用下的构件内应力演化及剩余应力散布规律，揭露内应力引诱相析出及对微观组织演化的影响规律；在此基础上，针对典型蒙皮壁板，睁开强磁场时空散布设计研究，揭露磁场力散布特点、加载规划路径等对壁板内应力场的形成和外形精度的影响规律，成立壁板脉冲强磁场成形及其路径规划的理论方法，为整体蒙皮壁板脉冲强磁场成形的精准控制确立基础。研究内容：（1）多时空脉冲强磁场作用引诱资料流动及外形调控研究磁场力、惯性力、加载道次等对资料质点流动规律与弹性恢复的影响规律，成立强磁场作用参数与方式-应力应变散布-宏观外形之间的定量关系；经过数字化外形丈量方法，获取实质成形零件外形与理论外形之间的空隙偏差，成立强磁场作用参数-实质零件外形-零件外形公差-理论外形之间的内在对应关系和工艺参数的优化算法，经过偏差反应实现工艺参数优化控制，实现对零件外形的精准调控。（2）多时空脉冲强磁场作用内应力演化及剩余应力散布规律研究研究磁场力、惯性力、加载道次、加载轨迹、加热温度等对构件内应力演化及剩余应力散布的影响规律，研究内应力引诱作用对微观组织演化的影响规律，研究固溶时效办理与磁场耦合作用对相析出的遗传和调控作用，揭露强磁场作用对相变激活能和相改动力学的影响规律。（3）面向服役性能的表面完好性评论与优化研究磁场力、加载道次、加载轨迹、增量应变对资料表面完好性的影响规律，揭露表面完好性与资料的静力学性能、疲惫性能和损害容限之间的关系体制，建立服役条件下的剩余应力场废弛和衰减的剖析模型，实现面向服役性能的壁板构件的成形和成性优化控制。（4）面向壁板构造的脉冲强磁场时空散布设计及成形过程优化针对典型蒙皮壁板资料、外形和构造特点，联合上述的研究结果，睁开适应壁板调形调性要求的强磁场时空散布设计研究，研究磁场力散布特点、加载规划路径等对壁板内应力场的形成和外形精度的影响规律，经过优化磁场力散布、加载规划路径等实现壁板强、弱构造共同变形，成立蒙皮壁板脉冲强磁场成形及路径规划的理论方法。经费比率：12%担当单位：北京航空航天大学、西北工业大学课题负责人：万敏主要学术骨干：詹梅、吴向东、李恒、吕晓东课题5：多时空脉冲强磁场驱动资料局部流动行为及复合界面控制研究目标：研究强拘束条件下脉冲强磁场作用局部金属流动行为和缺点形成体制，并针对异形管材零件，经过优化磁场时空特征参数和外场拘束参数实现异形管件的成形与控制，揭露脉冲强磁场时空散布特征-资料局部塑性流动行为-温度场的影响体制，成立一种异形管材零件加工的新方法；别的，研究脉冲强磁场作用下金属管件成形连结与复合过程动向响应和接头力学性能，说明复合金属管件电磁成形连结与复合界面特征及其控制方法，为开发异种金属室温固态连结与复合管塑性加工新方法确立基础。研究内容：（1）强拘束条件下的多时空脉冲强磁场作用资料局部流动行为与缺点控制研究多时空脉冲强磁场作用薄壁轻质金属钣金件的局部特点成形的磁场特性和高速率流动行为，剖析电参数、拘束力和支撑力等对资料所受磁场力与磁场力的时空特征、冲击变形过程的应力—应变场、热—力互相作用和动向塑性流动过程的影响规律，研究磁场时空特征和外场拘束对资料成形极限的影响，揭露多时空脉冲强磁场局部成形缺点形成体制，成立有效的缺点控制方法。（2）面向典型异形管件的脉冲强磁场时空散布设计与成形控制针对典型异形管材零件局部构造特点成形要求，进行脉冲强磁场时空散布设计，研究磁力散布特点、分时分级控制、拘束力和支撑力对异形管材成形过程及其缺点的影响，研究变形区与周边地区金属的塑性流动规律及工艺要素影响机制，联合数值模拟和试验研究，优化磁场时空特征参数和外场拘束参数，实现对成形过程的精准控制。（3）脉冲强磁场作用下金属管材复合界面特征及其控制研究脉冲强磁场作用下复合管与基管的冲击接触变形响应和界面资料流动行为、界面射流和复合界面容貌形成体制，剖析基管刚度及支撑条件对电磁成形复合行为的影响规律，研究线圈的空间特征、放电的时间特征和径向空隙等工艺参数对复合界面局部资料流动行为和界面容貌演变的影响规律，并实现对其控制。（4）脉冲强磁场成形复合管材力学性能评论及影响体制研究脉冲强磁场成形复合管接头的力学性能和剩余应力规律，研究复合管材成形复合区的几何特点、放电能量及频次等工艺参数对接头力学性能和缺点形成的影响规律，剖析其影响体制。经费比率：12%担当单位：哈尔滨工业大学、西北有色金属研究院课题负责人：李春峰学术骨干：卢亚锋、于海平、江洪伟课题6：电磁驱动高速变形下资料的微观构造及性能的演变规律研究目标：以航空航天用典型铝合金、钛合金资料为研究对象，经过系统研究资料在电磁驱动高速变形下的微构造特点，变形工艺（包含变形速率、变形量、涡流和温度）对微构造的影响，揭露资料电磁高速变形微观构造演变规律及变形机理；通过对在不一样工艺下成形，拥有不一样微构造特点的成形件的力学性能测试，成立成形工艺-微观构造-力学性能之间的关系，为脉冲强磁场成形系统的设计及成形工艺的优化供给理论指导。研究内容（1）电磁驱动高速变形下的资料微构造演变规律及变形机理以航空航天用典型铝合金、钛合金资料为研究对象，以单轴压塑/拉伸变形实验和Bulge成形实验为标准，研究电磁驱动高速变形下资料的变形行为及微观构造特点。要点研究变形速率、变形量和涡流电流密度对晶体缺点（位错、孪晶和绝热剪切带）的形成及演变的影响；成立孪晶和绝热剪切带的形成条件和晶体学模型；研究晶体缺点与晶界、第二相的交互作用；研究高速变形下资料的织构形成及散布；联合微构造特点和变形行为的综合剖析，揭露资料的电磁高速变形机理。电磁驱动高速变形下资料微构造的温度响应规律以航空航天用典型铝合金、钛合金资料为研究对象，以单轴压塑/拉伸变形实验和Bulge成形实验为标准，在电磁变形的同时对样件施加温度，研究电磁场与温度场的交互作用对资料的变形行为及微构造特点的影响。要点研究在不一样温度下，资料高速变形过程中的位错组态、晶界滑移、动向再结晶和相变等特点，揭露资料的变形行为和微构造变化的温度响应规律。电磁驱动高速变形下资料的断裂行为及无效准则以航空航天用典型铝合金、钛合金资料为研究对象，研究其在电磁驱动高速变形下微裂纹的形成体制，研究微观组织（如：晶界及第二相）对裂纹扩展的影响，剖析电磁高速变形所产生的弹性波对裂纹扩展的扰动效应，经过数值模拟获得裂纹尖端的应力场和应变场散布，成立电磁高速变形下资料的无效准则。（4）电磁高速成形后资料的力学性能与微观构造的关系选择含有典型微观构造成形样件，研究电磁成形后资料的基本力学性能，主要研究微观构造对强度、塑性、断裂韧性、疲惫性能、蠕变性能以及韧-脆转变性能的影响；成立成形工艺-微观构造-宏观性能之间的关系，提出提升资料性能的成形工艺优化原则。课题经费：18%课题负责人：柳林担当单位：中国科学院物理研究所、华中科技大学主要骨干：吴跃、郗学奎、闻平、李宁四、年度计划年研究内容预期目标度1.研究多线圈系统中磁场时空散布规1.掌握多线圈系统中磁场时空散布规律，包含复杂构造件中的涡流散布规律，成立电磁成形过程中工件运动数律、电磁参数对涡流与电磁力的影学模型，揭露工件运动、变形与磁场响、电磁力作用下工件运动规律等；力的耦合机理，指导设计多线圈系统；研究电磁成形过程中的工件的运动、达成知足多时空电磁成形需要的电磁变形与磁场力的耦合机理、强电磁线装置样机方案设计，成立要点工程物圈电-磁-热-力多物理场耦合规律；研理量的丈量与监控系统。第究高储能密度脉冲电容器型电源系2.成立电磁成形实验研究平台、高速成统、蓄电池型电源及多模块电源时序形条件下的轻合金资料的本构模型；一控制技术等。获取高速成形条件下的轻合金资料的2.研究轻合金资料电磁成形过程中的成形极限数据。年动向力学响应特征；探访轻合金资料3.成立资料电磁特征数据库；提出电场在电磁成形过程中的无效规律；研究驱动超塑成形的新方法，建立相应的电磁场作用下的资料塑性成形极限研究平台和强磁场驱动超塑扩散连结变化。的新方法，建立相应的研究平台。3.电场驱动超塑性变形实现方法研究；4.揭露脉冲强磁场作用参数与加载方式强磁场作用超塑扩散连结实现方法对资料流动、变形和回弹的影响规律。研究；强磁场和温度场作用下的连结5.成立考虑应变、应变速率甚至温度的界面活化方法及其机理。应力-应变本构模型；揭露典型钣金件年研究内容预期目标度4.脉冲磁场作用下资料塑性流动规律、局部特点成形的磁场特征及局部成形板料变形和回弹规律研究。塑性流动规律。5.研究高速率变形资料本构模型；设计6.获取不一样条件下的电磁高速变形规钣金件局部成形系统的电磁参数；建律，揭露脉冲电流对资料变形行为的立磁-变形-应力应变-温度场多场耦影响，从而建立多场作用下的本构关合数值模拟模型。系。研究电磁驱动下，变形速度、脉冲电7.发布论文15篇左右，此中SCI/EI收流及外加温度对资料变形行为的影响，从而建立脉冲强磁场高速变形本构关系。

录10篇左右；申请发明专利2项左右。研究线圈空间散布及电源时序控制1.成立电能-磁场-动能-热能之间的能对电磁力的调控机理；睁开电-磁-热量变换关系，实现电磁成形过程中的-力多物理场耦合作用下强电磁线圈效率优化；获取特定空间散布磁场线第的构造优化设计；研究多电源系统组圈设计准则和最优构造，解决线圈结合供电技术和电磁成形装置监控系构加固、发热、寿命以及多线圈线圈二统设计。间般配问题；研制电容器型电源和蓄2.研究多场耦合下的轻合金资料塑性电池型电源工程样机；实现磁场的特年变形数值模拟模型；研究电磁力高速准时序调控，成立多模块电源多路时驱动下的板料与模具间的摩擦行为；序控制与优化系统。研究电磁力驱动下的轻合金资料的2.成立轻合金资料电磁成形的有限元模年研究内容预期目标度高速塑性成形规律及缺点产活力理；拟模型、板料与模具互相作用的摩擦研究高速成形时模具表面的组织结模型；掌握轻合金资料高速塑性流动构演化及无效规律。规律，以及成形过程中回弹、起皱、3.磁力扩散、气压胀形和加热一体化试破碎等缺点的形成条件；揭露高速成验装置共同设计制造研究；电场驱动形条件下的模具无效规律。作用下资料超塑性流动规律；脉冲强3.提出磁力扩散与气压胀形、电场驱动磁场对资料超塑扩散连结界面元素胀形与磁力扩散组合制造新方法，构扩散与散布的影响规律。建相应的研究平台；揭露电场驱动超4.脉冲磁场作用下资料微观组织性能塑性流动与组织演变规律，成立超塑变化研究、板料变形内应力演化和残变形本构关系模型。余应力散布规律研究。4.揭露脉冲强磁场作用参数与加载方式5.脉冲强磁场作用下钣金件局部特点对资料微观组织性能与内应力演化的成形缺点形成体制；异形管件成形系影响规律。统磁场特征剖析、磁场设计、磁-变5.提出异形管件成形新方法；揭露典型形-应力应变-温度场多场耦合数值异型管局部特点成形的磁场特征；建模拟、动向响应及塑性流动规律研立异形管成形磁-变形-应力应变-温究。度场多场耦合数值模拟模型；成立异6.研究电磁驱动高速变形下变形速率、形管件成形试验装置。变形量对资料微构造（包含位错、挛6.获取高速变形下资料的微构造特点及晶、织构、剪切带、动向再结晶等）微构造与应变速率、因变量的依靠关的影响；涡流电流密度对高速变形下系，揭露脉冲电流对高速变形下资料年研究内容预期目标度资料的微构造的影响；研究电磁高速的微观构造的影响规律，说明电磁高变形引诱的表面加强层的构造特点。速变形表面加强机理。从而建立高速变形条件下晶体缺点互相演变的构造和能量模型。7.发布论文30篇左右，此中SCI/EI收录20篇左右；申请发明专利7项左右。设计电磁成形原型装置，研制多级多1.考证多级多向线圈系统的仿真模型，向高速电磁成形原理样机与实验测探究一套复杂构造件成形制造工艺，试平台，编制多级多向强磁体的设计以实验数据旁证理论研究；实现磁体软件；睁开电磁力作用下工件运动规的电磁力热耦合剖析，给出多级线圈律的实验研究；针对复杂构造件，开的中每一个线圈的最正确构造；成立完第展多时空电磁成形制造研究。整的物理模型、数学模型，达成全部2.研究电磁成形有限元模型的数值计电源样机的整体测试，给出工程样机三算方法；研究板料精准成形时的电磁参数力时空散布及控制策略；研究电磁力2.获取板料电磁成形有限元模型软件的年与惯性力耦合作用对成形过程的影原型系统；成立板料成形特点与电磁响；研究电磁力高速作用下资料惯性力时空散布的关系模型及成形质量评反弹及其克制方法；睁开典型构造件价模型；掌握高速成形下的惯性反弹的工艺实验考证。计算方法，成立典型构造件的成形实3.电场驱动超塑变形过程空洞形成与验平台；年研究内容预期目标度演变规律，电场驱动作用下超塑性流3.揭露电场和温度场等参数场对超塑变变平均性控制与评论；强磁场对超塑形金属流动和缺点形成的影响规律；扩散连结过程组织演变的影响，研究揭露强磁场驱动超塑扩散动力学规缺点形成与控制的举措。律，说明强磁场对扩散连结界面组织4